JP2009271220A - Liquid crystal display device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve display quality of an FS-drive type liquid crystal display device. <P>SOLUTION: The liquid crystal display device includes: a multiplex-driven liquid crystal display element including a display segment electrode including a plurality of electrode lines, a background segment electrode disposed outside the display segment electrode in a display screen, and including one or a plurality of electrode lines, a segment substrate with the display segment electrode and the background segment electrode formed thereon, a display common electrode including a plurality of electrode lines, a background common electrode disposed outside the display common electrode in the display screen, and including one or a plurality of electrode lines, a common substrate with the display common electrode and the background segment electrode formed thereon, and a liquid crystal layer sandwiched between the segment substrate and the common substrate, where a display pattern is defined by a portion where the display segment electrode and the display common electrode overlap each other, the background is defined by a portion located outside the display pattern; a backlight having a multi-color light source for making the light incident on the liquid crystal display element; and a controller for multiplex-driving the liquid crystal element. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、液晶表示装置(LCD)に関する。   The present invention relates to a liquid crystal display (LCD).

カーオーディオ表示部等の車載用情報表示装置に用いられるセグメント表示またはセグメント表示+ドットマトリクス表示が可能な液晶表示装置において、表示部をカラー表示させるために、カラーフィルタを用いる方法がある。   In a liquid crystal display device capable of segment display or segment display + dot matrix display used in an in-vehicle information display device such as a car audio display unit, there is a method of using a color filter in order to display the color of the display unit.

カラーフィルタを用いず、例えば赤緑青(RGB)発光可能なマルチカラー発光ダイオード(LED)光源などにより構成されたマルチカラーバックライトを液晶セルと同期駆動してカラー表示を行ういわゆるフィールドシーケンシャル(FS)駆動によるカラー液晶表示装置がある。   A so-called field sequential (FS) that performs color display by using a multi-color backlight composed of, for example, a multi-color light emitting diode (LED) light source capable of emitting red, green, and blue (RGB) light without synchronizing with a liquid crystal cell. There is a color liquid crystal display device by driving.

近年、表示パターンを任意色に表示すると共に、表示パターン部分以外の非表示領域(以下、背景領域と呼ぶ)の表示色を任意に表示させたいという要求が存在する。   In recent years, there has been a demand to display a display pattern in an arbitrary color and to arbitrarily display a display color in a non-display area (hereinafter referred to as a background area) other than the display pattern portion.

発明者らは、特開2006−330612号公報において、表示パターンを表示する液晶セル(以下表示セル)と、表示パターンの反転パターン(背景パターン)を表示する液晶セル(以下背景セル)を積層して配置する液晶表示装置を開示した。同公報においては、液晶セルの積層構造の背面に例えば任意色に発光可能なマルチカラーLEDを具備したバックライトを配置させて、液晶セルとバックライトを同期駆動することにより表示パターン、背景パターン共に任意の表示色に設定可能な液晶表示装置を提案している。   In Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-330612, the inventors stacked a liquid crystal cell (hereinafter referred to as a display cell) for displaying a display pattern and a liquid crystal cell (hereinafter referred to as a background cell) for displaying an inverted pattern (background pattern) of the display pattern. A liquid crystal display device is disclosed. In this publication, a backlight having a multi-color LED capable of emitting light of any color, for example, is disposed on the back surface of the laminated structure of the liquid crystal cell, and both the display pattern and the background pattern are driven by synchronously driving the liquid crystal cell and the backlight. A liquid crystal display device that can be set to an arbitrary display color has been proposed.

特開2006−330612号公報JP 2006-330612 A

特開2006−330612号公報に記載の液晶表示装置では、背景セルの表示パターンを表示セルの表示パターンの反転パターンとしているために、表示セルと背景セルの位置合わせ精度が非常に厳しく、パターン同士が面内でずれてしまうと意図した表示状態が実現できなくなる。また、2層構造であるために、液晶表示装置の表示面の法線方向に対して斜めから見た場合に、表示パターンのエッジ付近が2重に映る、立体的な表示状態となるなどして表示品位が低下する。   In the liquid crystal display device described in Japanese Patent Laid-Open No. 2006-330612, since the display pattern of the background cell is an inverted pattern of the display pattern of the display cell, the alignment accuracy between the display cell and the background cell is very strict, If the is shifted in the plane, the intended display state cannot be realized. In addition, since it has a two-layer structure, when viewed obliquely with respect to the normal direction of the display surface of the liquid crystal display device, the vicinity of the edge of the display pattern appears twice, or a three-dimensional display state occurs. Display quality is reduced.

本発明の目的は、表示品位の向上した液晶表示装置を提供することである。   An object of the present invention is to provide a liquid crystal display device with improved display quality.

本発明の一観点によれば、液晶セルと該液晶セルを挟む上下偏光板とを含み、該液晶セルは、複数本の電極を含む表示セグメント電極と、表示面内で前記表示セグメント電極の外側に配置された1本または複数本の電極を含む背景セグメント電極と、該表示セグメント電極および該背景セグメント電極が形成されたセグメント基板と、複数本の電極を含む表示コモン電極と、該表示面内で該表示コモン電極の外側に配置された1本または複数本の電極を含む背景コモン電極と、該表示コモン電極および該背景セグメント電極が形成されたコモン基板と、該セグメント基板と該コモン基板の間に挟まれた液晶層とを含み、該表示セグメント電極と表示コモン電極との重なり部分で表示パターンが画定され、該表示パターンの外側が背景を画定し、マルチプレックス駆動される液晶表示素子と、前記液晶表示素子に光を入射させる多色光源を有するバックライトと、前記液晶表示素子をマルチプレックス駆動する制御装置とを有し、前記制御装置は、前記表示コモン電極及び前記背景コモン電極を順次走査しながら、前記表示セグメント電極及び前記背景セグメント電極の各電極それぞれにオン電圧またはオフ電圧を印加して、前記液晶表示素子をマルチプレックス駆動し、前記背景のうち前記表示コモン電極を含む領域を、前記表示コモン電極が選択されたときに、前記背景セグメント電極にオフの駆動信号を印加してオフ表示にするとともに、前記背景のうち前記背景コモン電極を含む領域を、前記背景コモン電極が選択されたときに、前記表示セグメント電極及び背景セグメント電極にオフの駆動信号を印加してオフ表示にすることにより、該背景の全体をオフ表示にする制御を行うか、または、前記背景のうち前記表示コモン電極を含む領域を、前記表示コモン電極が選択されたときに、前記背景セグメント電極にオンの駆動信号を印加してオン表示にするとともに、前記背景のうち前記背景コモン電極を含む領域を、前記背景コモン電極が選択されたときに、前記表示セグメント電極及び背景セグメント電極にオンの駆動信号を印加してオン表示にすることにより、該背景の全体をオン表示にする制御を行うとともに、駆動電圧の1フレームを複数のサブフレームに分割し、前記バックライトから該サブフレームごとに異なる色を出射させるフィールドシーケンシャル駆動の液晶表示装置が提供される。   According to one aspect of the present invention, the liquid crystal cell includes an upper and lower polarizing plate sandwiching the liquid crystal cell, the liquid crystal cell including a display segment electrode including a plurality of electrodes and an outer side of the display segment electrode within a display surface. A background segment electrode including one or a plurality of electrodes disposed on the display segment; a segment substrate on which the display segment electrode and the background segment electrode are formed; a display common electrode including a plurality of electrodes; A background common electrode including one or a plurality of electrodes arranged outside the display common electrode, a common substrate on which the display common electrode and the background segment electrode are formed, the segment substrate, and the common substrate A display pattern is defined by an overlapping portion of the display segment electrode and the display common electrode, and the outside of the display pattern defines a background. A multiplex-driven liquid crystal display element; a backlight having a multicolor light source that causes light to enter the liquid crystal display element; and a control device that multiplex-drives the liquid crystal display element. While sequentially scanning the display common electrode and the background common electrode, an ON voltage or an OFF voltage is applied to each of the display segment electrode and the background segment electrode to multiplex drive the liquid crystal display element, and the background When the display common electrode is selected, the region including the display common electrode is turned off by applying an off drive signal to the background segment electrode, and the background common electrode is The display segment electrode and the background segment when the background common electrode is selected. The display common electrode is controlled by applying an off drive signal to the poles to display off the entire background, or a region including the display common electrode in the background is included in the display common electrode Is selected by applying an ON drive signal to the background segment electrode, and when the background common electrode is selected, the region including the background common electrode in the background is selected. By applying an ON drive signal to the display segment electrode and the background segment electrode to turn it ON, the entire background is controlled to be turned ON and one frame of the drive voltage is divided into a plurality of subframes. Then, there is provided a field sequential drive liquid crystal display device for emitting different colors for each subframe from the backlight.

カラーブレークレスのFS駆動を行う液晶表示装置の表示品位が向上する。   The display quality of a liquid crystal display device that performs color breakless FS driving is improved.

図1のブロック図を参照して、液晶表示装置の概略構成について説明する。バックライト100は多色発光可能な光源を含む。バックライト100から放出された光が、液晶表示素子101に入射する。液晶表示素子101で光の透過状態を制御することにより、情報表示が行われる。制御装置102が、バックライト100及び液晶表示素子101の動作を制御する駆動回路及び制御回路を含む。   A schematic configuration of the liquid crystal display device will be described with reference to the block diagram of FIG. The backlight 100 includes a light source capable of emitting multicolor light. Light emitted from the backlight 100 enters the liquid crystal display element 101. Information is displayed by controlling the light transmission state with the liquid crystal display element 101. The control device 102 includes a drive circuit and a control circuit that control operations of the backlight 100 and the liquid crystal display element 101.

マルチプレックス駆動によりセグメント表示を行う、参考例及び実施例の液晶表示素子について説明する。参考例として、2層の液晶セルを有する液晶表示素子について説明する。   The liquid crystal display elements of the reference examples and examples that perform segment display by multiplex driving will be described. As a reference example, a liquid crystal display element having a two-layer liquid crystal cell will be described.

図2は、参考例による液晶表示素子の概略断面図である。液晶表示素子は、上側液晶セル30、下側液晶セル40、視角補償板61a、61b、61c、61d、偏光板51a、51b、51c、51dを含んで構成される。   FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a liquid crystal display element according to a reference example. The liquid crystal display element includes an upper liquid crystal cell 30, a lower liquid crystal cell 40, viewing angle compensation plates 61a, 61b, 61c, 61d, and polarizing plates 51a, 51b, 51c, 51d.

上側液晶セル30は、上側基板31a、上側基板31aに略平行で対向配置される下側基板31b、上側基板31aと下側基板31bとの間に保持される液晶層32を含む。上側基板31aの液晶層32側に、透明電極33aが形成されている。透明電極33aを覆うように、配向膜34aが形成されている。透明電極33aはコモン電極であり、上側基板31aをコモン基板とも呼ぶこととする。下側基板31bの液晶層32側に、透明電極33bが形成されている。透明電極33bを覆うように、配向膜34bが形成されている。透明電極33aはセグメント電極であり、下側基板31bをセグメント基板とも呼ぶこととする。なお、コモン基板31aとセグメント基板31bを位置を入れ替えても良い。必要に応じて、電極と配向膜との間に、例えばSiOからなる絶縁膜を形成してもよい。 The upper liquid crystal cell 30 includes an upper substrate 31a, a lower substrate 31b disposed substantially parallel to and opposed to the upper substrate 31a, and a liquid crystal layer 32 held between the upper substrate 31a and the lower substrate 31b. A transparent electrode 33a is formed on the liquid crystal layer 32 side of the upper substrate 31a. An alignment film 34a is formed so as to cover the transparent electrode 33a. The transparent electrode 33a is a common electrode, and the upper substrate 31a is also called a common substrate. A transparent electrode 33b is formed on the liquid crystal layer 32 side of the lower substrate 31b. An alignment film 34b is formed so as to cover the transparent electrode 33b. The transparent electrode 33a is a segment electrode, and the lower substrate 31b is also called a segment substrate. Note that the positions of the common substrate 31a and the segment substrate 31b may be interchanged. If necessary, an insulating film made of, for example, SiO 2 may be formed between the electrode and the alignment film.

スペーサー35が、上下ガラス基板31a、31b間に挟まれ、液晶層厚を定める。スペーサー35は、例えば、球状、矩形状、台形状等の形状を有する。シール部36が、液晶層32をシールする。シール部36の一部、または別の部分に、下側ガラス基板31b側から上側ガラス基板31aのコモン電極33aに電気導通を図るための導通材37が設けられている。   A spacer 35 is sandwiched between the upper and lower glass substrates 31a and 31b to determine the liquid crystal layer thickness. The spacer 35 has, for example, a spherical shape, a rectangular shape, a trapezoidal shape, or the like. The seal part 36 seals the liquid crystal layer 32. A conductive material 37 is provided in a part of the seal portion 36 or in another portion to achieve electrical conduction from the lower glass substrate 31b side to the common electrode 33a of the upper glass substrate 31a.

下側液晶セル40は、液晶表示素子の表示パターンを表示する。この液晶セル40を表示セルとも呼ぶこととする。上側液晶セル30は、液晶表示素子の背景パターンを表示することから、この液晶セル30を背景セルとも呼ぶこととする。なお、表示セルと背景セルの位置は上下逆でも良い。   The lower liquid crystal cell 40 displays a display pattern of the liquid crystal display element. The liquid crystal cell 40 is also called a display cell. Since the upper liquid crystal cell 30 displays the background pattern of the liquid crystal display element, the liquid crystal cell 30 is also referred to as a background cell. The position of the display cell and the background cell may be upside down.

下側液晶セル40は、上側基板41a、上側基板41aに略平行で対向配置される下側基板41b、上側基板41aと下側基板41bとの間に保持される液晶層42を含む。上側基板41aの液晶層42側に、透明電極43aが形成されている。透明電極43aを覆うように、配向膜44aが形成されている。透明電極43aはコモン電極であり、上側基板41aをコモン基板とも呼ぶこととする。下側基板41bの液晶層42側に、透明電極43bが形成されている。透明電極43bを覆うように、配向膜44bが形成されている。透明電極43aはセグメント電極であり、下側基板41bをセグメント基板とも呼ぶこととする。なお、コモン基板41aとセグメント基板41bを位置を入れ替えても良い。必要に応じて、電極と配向膜との間に、例えばSiOからなる絶縁膜を形成してもよい。 The lower liquid crystal cell 40 includes an upper substrate 41a, a lower substrate 41b disposed substantially parallel to and opposed to the upper substrate 41a, and a liquid crystal layer 42 held between the upper substrate 41a and the lower substrate 41b. A transparent electrode 43a is formed on the liquid crystal layer 42 side of the upper substrate 41a. An alignment film 44a is formed so as to cover the transparent electrode 43a. The transparent electrode 43a is a common electrode, and the upper substrate 41a is also called a common substrate. A transparent electrode 43b is formed on the liquid crystal layer 42 side of the lower substrate 41b. An alignment film 44b is formed so as to cover the transparent electrode 43b. The transparent electrode 43a is a segment electrode, and the lower substrate 41b is also called a segment substrate. Note that the positions of the common substrate 41a and the segment substrate 41b may be interchanged. If necessary, an insulating film made of, for example, SiO 2 may be formed between the electrode and the alignment film.

スペーサー45が、上下ガラス基板41a、41b間に挟まれ、液晶層厚を定める。スペーサー45は、例えば、球状、矩形状、台形状等の形状を有する。シール部46が、液晶層42をシールする。シール部46の一部、または別の部分に、下側ガラス基板41b側から上側ガラス基板41aのコモン電極43aに電気導通を図るための導通材47が設けられている。   A spacer 45 is sandwiched between the upper and lower glass substrates 41a and 41b to determine the liquid crystal layer thickness. The spacer 45 has, for example, a spherical shape, a rectangular shape, a trapezoidal shape, or the like. The seal part 46 seals the liquid crystal layer 42. A conductive material 47 is provided in a part of the seal portion 46 or in another portion to electrically connect the common electrode 43a of the upper glass substrate 41a from the lower glass substrate 41b side.

上側セル30の下側偏光板51bと下側セル40の上側偏光板51cの偏光軸は略平行であることが好ましい。平行に設定した場合、どちらか一方の偏光板を省略しても良い。   The polarization axes of the lower polarizing plate 51b of the upper cell 30 and the upper polarizing plate 51c of the lower cell 40 are preferably substantially parallel. When set in parallel, one of the polarizing plates may be omitted.

図3に、液晶表示素子の表示パターンの例を示す。この表示パターンの例は、参考例及び後述の実施例で共通である。液晶表示素子の表示部として外部に露出する有効表示エリア124の内部に、1セグメントとして扱われる「TEMP」という文字表示部122と、2桁の7セグメント表示部121とから構成される表示パターン120が画定されている。表示パターン120内を斜線で示す。この表示パターン120は、例えば自動車内の温度を表示するような表示装置に用いられるセグメント表示である。有効表示エリア124内で、表示パターン120の外側の領域が、背景部123である。   FIG. 3 shows an example of the display pattern of the liquid crystal display element. Examples of this display pattern are common to the reference example and the examples described later. A display pattern 120 including a character display portion 122 “TEMP” treated as one segment and a two-digit seven-segment display portion 121 inside an effective display area 124 exposed to the outside as a display portion of the liquid crystal display element. Is defined. The display pattern 120 is indicated by diagonal lines. The display pattern 120 is a segment display used for a display device that displays the temperature in the automobile, for example. A region outside the display pattern 120 in the effective display area 124 is a background portion 123.

図4は、図3に示した表示パターンを表示する、参考例のセグメント電極パターンである。上述の表示部121及び122に対応するように、10本のセグメント電極が形成されている。   FIG. 4 is a segment electrode pattern of a reference example displaying the display pattern shown in FIG. Ten segment electrodes are formed so as to correspond to the display portions 121 and 122 described above.

有効表示エリア124の外に、10本のセグメント電極それぞれに接続するセグメント電極端子S1〜S10が配置されている。セグメント電極端子S1〜S10を介して、セグメント電極が、外部回路に接続される。セグメント電極の参照符号は、接続されているセグメント電極端子の参照符号と同一とする。セグメント電極端子は10本であり、2桁の7セグメントに対して4本足りないが、7セグメントの表示はコモン電極との組み合わせで切り分けて行うものとする。   Outside the effective display area 124, segment electrode terminals S1 to S10 connected to each of the ten segment electrodes are arranged. The segment electrode is connected to an external circuit via the segment electrode terminals S1 to S10. The reference numerals of the segment electrodes are the same as the reference numerals of the connected segment electrode terminals. The number of segment electrode terminals is ten, which is not enough for four digits of seven segments. However, the display of seven segments is performed in combination with a common electrode.

セグメント電極端子S1〜S10と並んで、セグメント基板側に、コモン電極を接続するコモン電極端子C1及びC2も配置されている。コモン電極端子C1及びC2が、トランスファー部37を介して、コモン基板側に形成されたコモン電極に接続される。コモン電極の参照符号は、接続されているコモン電極端子の参照符号と同一とする。   Along with the segment electrode terminals S1 to S10, common electrode terminals C1 and C2 for connecting the common electrodes are also arranged on the segment substrate side. The common electrode terminals C1 and C2 are connected to the common electrode formed on the common substrate side via the transfer unit 37. The reference sign of the common electrode is the same as the reference sign of the connected common electrode terminal.

図5は、図3に示した表示パターンを実現する、参考例のコモン電極パターンである。上述の表示部21及び22に対応するように、2本のコモン電極C1及びC2が形成されており、それぞれ、トランスファー端子T1、T2を介して、セグメント基板側のコモン電極端子C1、C2に接続される。2本のコモン電極C1及びC2が順次走査されて表示を行う。参考例の液晶表示素子は、1/2デューティ、1/2バイアスのマルチプレックス駆動で駆動されることを想定している。   FIG. 5 is a common electrode pattern of a reference example that realizes the display pattern shown in FIG. Two common electrodes C1 and C2 are formed so as to correspond to the display sections 21 and 22, and are connected to the common electrode terminals C1 and C2 on the segment substrate side via the transfer terminals T1 and T2, respectively. Is done. The two common electrodes C1 and C2 are sequentially scanned to display. The liquid crystal display element of the reference example is assumed to be driven by multiplex driving with ½ duty and ½ bias.

次に、本発明の第1の実施例による液晶表示素子について説明する。第1の実施例の表示パターンは、参考例と同様に、図3に示す構成である。   Next, a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention will be described. Similar to the reference example, the display pattern of the first embodiment has the configuration shown in FIG.

図6は、第1の実施例による液晶表示素子の概略断面図である。参考例との違いについて説明する。   FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of the liquid crystal display element according to the first embodiment. Differences from the reference example will be described.

セグメント基板3上において、セグメント電極4が形成され、セグメント電極4の外側に、電極4Aが形成されている。セグメント電極4が、表示パターンの表示に用いられるので、セグメント電極4を、表示セグメント電極4と呼ぶこととする。電極4Aは、背景となるように配置されるので、背景セグメント電極4Aと呼ぶこととする。   A segment electrode 4 is formed on the segment substrate 3, and an electrode 4 A is formed outside the segment electrode 4. Since the segment electrode 4 is used for displaying a display pattern, the segment electrode 4 is referred to as a display segment electrode 4. Since the electrode 4A is arranged so as to be a background, it is referred to as a background segment electrode 4A.

コモン基板8の液晶層6側において、コモン電極8が形成され、コモン電極8の外側に、電極8Aが形成されている。コモン電極8が、表示パターンの表示に用いられるので、コモン電極8を、表示コモン電極8と呼ぶこととする。電極8Aは、背景となるように配置されるので、背景コモン電極8Aと呼ぶこととする。   A common electrode 8 is formed on the liquid crystal layer 6 side of the common substrate 8, and an electrode 8 </ b> A is formed outside the common electrode 8. Since the common electrode 8 is used for displaying a display pattern, the common electrode 8 is referred to as a display common electrode 8. Since the electrode 8A is disposed so as to serve as a background, it is referred to as a background common electrode 8A.

以下、表示セグメント電極4と背景セグメント電極4Aとを合わせて(あるいは、表示セグメント電極4と背景セグメント電極4Aとを区別せずに説明する場合は)単にセグメント電極と呼ぶこともある。また、表示コモン電極8と背景コモン電極8Aとを合わせて(あるいは、表示コモン電極8と背景コモン電極8Aとを区別せずに説明する場合は)単にコモン電極と呼ぶこともある。   Hereinafter, the display segment electrode 4 and the background segment electrode 4A may be combined (or simply referred to as a segment electrode when the display segment electrode 4 and the background segment electrode 4A are not distinguished). In addition, the display common electrode 8 and the background common electrode 8A may be combined (or may be simply referred to as a common electrode when the display common electrode 8 and the background common electrode 8A are not distinguished).

表示セグメント電極4と表示コモン電極8とを区別せずに説明する場合は、単に表示電極と呼び、背景セグメント電極4A及び背景コモン電極8Aとを区別せずに説明する場合は、単に背景電極と呼ぶこともある。   When the display segment electrode 4 and the display common electrode 8 are described without being distinguished from each other, they are simply referred to as display electrodes. When the background segment electrode 4A and the background common electrode 8A are described without being distinguished from each other, they are simply referred to as the background electrodes. Sometimes called.

背景セグメント電極4A及び背景コモン電極8Aにも、表示セグメント電極4及び表示コモン電極8と同様に、マルチプレックス駆動の駆動信号が印加される。   Similarly to the display segment electrode 4 and the display common electrode 8, a multiplex drive signal is applied to the background segment electrode 4A and the background common electrode 8A.

図7は、図3に示した表示パターンを表示する、第1の実施例のセグメント電極パターンである。参考例と同様に、10本のセグメント電極S1〜S10からなる表示セグメント電極4が配置されている。   FIG. 7 shows a segment electrode pattern of the first embodiment for displaying the display pattern shown in FIG. Similar to the reference example, the display segment electrode 4 including ten segment electrodes S1 to S10 is arranged.

有効表示エリア124内の、表示セグメント電極4が配置されていない領域を埋めるように、1本の背景セグメント電極4Aが配置されている。背景セグメント電極4Aは、セグメント電極端子B1に接続されている。コモン電極端子C1、C2の他に、コモン電極端子C3が追加されている。背景セグメント電極4Aを、右上りの斜線で示す。   One background segment electrode 4A is arranged so as to fill an area in the effective display area 124 where the display segment electrode 4 is not arranged. The background segment electrode 4A is connected to the segment electrode terminal B1. In addition to the common electrode terminals C1 and C2, a common electrode terminal C3 is added. The background segment electrode 4A is indicated by a diagonal line at the upper right.

表示セグメント電極4と、背景セグメント電極4Aとの間には、両者が短絡しないように隙間を設ける必要がある。この隙間の距離は、50μm以下が好ましく、30μm以下がさらに好ましい。ただし、短絡防止のため、電極間距離は10μm以上確保することが好ましい。   It is necessary to provide a gap between the display segment electrode 4 and the background segment electrode 4A so that they are not short-circuited. The gap distance is preferably 50 μm or less, and more preferably 30 μm or less. However, in order to prevent a short circuit, the distance between the electrodes is preferably 10 μm or more.

有効表示エリア124の左下隅に囲みで示すA領域内のように、引き回し線部同士の間隔も、極力狭くされている。引き回し線部の間隔も、50μm以下が好ましく、30μm以下がさらに好ましい。ただし、短絡防止のため、電極間距離は10μm以上確保することが好ましい。   As in the area A indicated by the box at the lower left corner of the effective display area 124, the distance between the lead line portions is also made as narrow as possible. The distance between the drawing line portions is also preferably 50 μm or less, and more preferably 30 μm or less. However, in order to prevent a short circuit, the distance between the electrodes is preferably 10 μm or more.

有効表示エリア124の中央付近の上部に囲みで示すB領域内のように、「P」という文字の閉ループ状の部分の内部(浮島)は、閉ループに切り込みを入れることにより、背景セグメント電極4Aに繋げている。なお、切り込みの幅(切り込み部分の背景セグメント電極4Aの幅)は、最小線間幅の2倍以上が好ましく、より好ましくは3倍以上とする。   The inside of the closed loop-shaped part of the letter “P” (floating island), as in the area B shown in the upper part near the center of the effective display area 124, is cut into the background segment electrode 4A by cutting the closed loop. Connected. The cut width (the width of the background segment electrode 4A at the cut portion) is preferably at least twice the minimum line width, more preferably at least three times.

このように、第1の実施例のセグメント基板上には、有効表示エリア内の、電極間の隙間(線間)を除くほぼ全面に、透明電極が形成されている。背景セグメント電極が、有効表示エリアの周縁に接する形状で配置される。   Thus, on the segment substrate of the first embodiment, the transparent electrodes are formed on almost the entire surface of the effective display area except for the gaps between the electrodes (between the lines). The background segment electrode is arranged in a shape in contact with the peripheral edge of the effective display area.

この実施例では、背景セグメント電極を1本に配線したが、必要ならば複数本の背景セグメント電極を設けてもよい。ただし、背景セグメント電極の本数が少ない方が、それを取り出す端子数も少なくできるので、駆動回路の規模を小さくできる。なお、少なくとも1つの背景セグメント電極が、有効表示エリアの周縁に接する形状で配置される。   In this embodiment, the background segment electrodes are wired to one, but a plurality of background segment electrodes may be provided if necessary. However, the smaller the number of background segment electrodes, the smaller the number of terminals from which they can be extracted, so the size of the drive circuit can be reduced. Note that at least one background segment electrode is arranged in a shape in contact with the periphery of the effective display area.

図8は、図3に示した表示パターンを表示する、第1の実施例のコモン電極パターンである。参考例と同様に、2本のコモン電極C1、C2からなる表示コモン電極8が配置されている。   FIG. 8 shows a common electrode pattern of the first embodiment for displaying the display pattern shown in FIG. Similar to the reference example, a display common electrode 8 including two common electrodes C1 and C2 is disposed.

有効表示エリア124内の、表示コモン電極8の外側に、1本の背景コモン電極8Aが配置されている。背景コモン電極8Aは、トランスファー端子T3を介して、セグメント基板側のコモン電極端子C3に接続される。コモン電極8Aを、コモン電極端子C3と一体としてコモン電極C3と呼ぶ場合もある。背景コモン電極8Aを、左上りの斜線で示す。   One background common electrode 8 </ b> A is disposed outside the display common electrode 8 in the effective display area 124. The background common electrode 8A is connected to the common electrode terminal C3 on the segment substrate side via the transfer terminal T3. The common electrode 8A may be referred to as a common electrode C3 together with the common electrode terminal C3. The background common electrode 8A is indicated by a left-upward oblique line.

表示コモン電極8と背景コモン電極8Aとを合わせて、3本のコモン電極C1〜C3が配置されており、1/3デューティ、1/3バイアスのマルチプレックス駆動が想定されている。   Three common electrodes C1 to C3 are arranged by combining the display common electrode 8 and the background common electrode 8A, and multiplex driving with 1/3 duty and 1/3 bias is assumed.

表示コモン電極8と、背景コモン電極8Aとの間には、両者が短絡しないように隙間を設ける必要がある。この隙間の距離は、50μm以下が好ましく、30μm以下がさらに好ましい。ただし、電極間距離は、10μm以上確保することが好ましい。   It is necessary to provide a gap between the display common electrode 8 and the background common electrode 8A so that they are not short-circuited. The gap distance is preferably 50 μm or less, and more preferably 30 μm or less. However, the distance between the electrodes is preferably 10 μm or more.

このように、コモン基板上には、有効表示エリア内の、電極間の隙間を除くほぼ全面に、透明電極が形成されている。背景コモン電極は、有効表示エリアの周に接する形状で配置される。背景コモン電極は、マルチプレックス駆動の観点からは、デューティ数増加を抑えるように、少ない本数にできれば好ましい。   As described above, on the common substrate, the transparent electrode is formed on almost the entire surface of the effective display area except for the gap between the electrodes. The background common electrode is arranged in a shape in contact with the circumference of the effective display area. From the viewpoint of multiplex driving, it is preferable that the number of background common electrodes be reduced so as to suppress an increase in the number of duties.

なお、液晶表示素子を駆動する駆動回路には、セグメント出力及びコモン出力共に、出力電流容量に制限があるため、駆動可能な表示面積に制限がある場合が多い。能力以上の出力電流を要する広い表示領域を駆動すると、オン表示時に印加電圧の降下を生じ、表示輝度低下、さらには表示ムラを生じさせる懸念がある。   Note that a drive circuit for driving a liquid crystal display element has a limited output current capacity for both the segment output and the common output, and thus there are many cases where the display area that can be driven is limited. When a wide display area that requires an output current exceeding the capability is driven, there is a concern that the applied voltage drops during on-display, resulting in a reduction in display brightness and further display unevenness.

背景は広い面積になりうる。背景セグメント電極あるいは背景コモン電極を、1本のみ設けると印加電圧の観点で面積が広くなりすぎる場合は、複数本の電極に分割して、各電極の面積を狭くすることも有効であろう。   The background can be a large area. If the area becomes too large from the viewpoint of applied voltage when only one background segment electrode or background common electrode is provided, it may be effective to divide the electrodes into a plurality of electrodes to reduce the area of each electrode.

図9に、背景コモン電極を2つの背景コモン電極C3a、C3bに分割する例を示す。背景コモン電極C3a、C3bそれぞれに、トランスファー端子T3、T4が用意されている。なお、複数本の背景コモン電極を設けた場合、少なくとも1つの背景コモン電極は、有効表示エリアの周縁に接する形状で配置される。以下では、1本の背景コモン電極とした場合を例に説明する。   FIG. 9 shows an example in which the background common electrode is divided into two background common electrodes C3a and C3b. Transfer terminals T3 and T4 are prepared for the background common electrodes C3a and C3b, respectively. When a plurality of background common electrodes are provided, at least one background common electrode is arranged in a shape in contact with the periphery of the effective display area. Hereinafter, a case where a single background common electrode is used will be described as an example.

セグメント電極とコモン電極との重なり構造について説明するとともに、表示パターン及び背景のオン・オフを制御するための駆動方法について説明する。   The overlapping structure of the segment electrode and the common electrode will be described, and a driving method for controlling on / off of the display pattern and the background will be described.

図10は、図7に示したA領域の拡大図であり、図11は、図7に示したB領域の拡大図である。これら2つの図は、セグメント電極とコモン電極とが重なった状態を示している。   10 is an enlarged view of area A shown in FIG. 7, and FIG. 11 is an enlarged view of area B shown in FIG. These two figures show a state in which the segment electrode and the common electrode overlap each other.

表示セグメント電極と表示コモン電極とが重なっている領域R11が、表示パターンとなり、それ以外が背景となる。上述のように、表示セグメント電極及び表示コモン電極の、表示パターン部以外が、それぞれの引き回し線部である。   A region R11 where the display segment electrode and the display common electrode overlap is a display pattern, and the rest is the background. As described above, portions other than the display pattern portion of the display segment electrode and the display common electrode are the respective lead line portions.

背景は、線間以外、表示セグメント電極の引き回し線部と背景コモン電極とが重なっている領域R12と、背景セグメント電極と表示コモン電極の引き回し線部とが重なっている領域R21と、背景セグメント電極と背景コモン電極とが重なっている領域R22とに分割される。領域R12、R21で、表示電極(表示セグメント電極、表示コモン電極)の引き回し線部は、対向側の背景電極(背景コモン電極、背景セグメント電極)と対向する。   The background includes a region R12 in which the lead line portion of the display segment electrode overlaps with the background common electrode, a region R21 in which the lead line portion of the background segment electrode and the display common electrode overlaps, and the background segment electrode. And the region R22 where the background common electrode overlaps. In the regions R12 and R21, the lead line portion of the display electrode (display segment electrode, display common electrode) faces the background electrode (background common electrode, background segment electrode) on the opposite side.

図10及び図11において、表示セグメント電極と表示コモン電極とが重なっている領域R11及び表示セグメント電極と背景コモン電極とが重なっている領域R12を、左上りの斜線で示している。背景セグメント電極と表示コモン電極とが重なっている領域R21及び背景セグメント電極と背景コモン電極とが重なっている領域R22を、クロスハッチで示している。   10 and 11, a region R11 where the display segment electrode and the display common electrode overlap and a region R12 where the display segment electrode and the background common electrode overlap are shown by diagonal lines in the left upward direction. A region R21 where the background segment electrode and the display common electrode overlap and a region R22 where the background segment electrode and the background common electrode overlap are shown by cross hatching.

なお、上述のように、図11に示す「P」という文字の閉ループ状の部分の内部125は、閉ループに切り込みを入れることにより、背景セグメント電極に繋がっている。   As described above, the inside 125 of the closed loop portion of the letter “P” shown in FIG. 11 is connected to the background segment electrode by making a cut in the closed loop.

図12に、有効表示エリア124全体でのセグメント電極とコモン電極との重なりを示す。図12を参照して、表示パターン及び背景のオン・オフをマルチプレックス駆動で制御する方法について説明する。   FIG. 12 shows the overlap of the segment electrode and the common electrode in the entire effective display area 124. With reference to FIG. 12, a method for controlling on / off of the display pattern and the background by multiplex drive will be described.

表示パターンは、表示セグメント電極S1〜S10(表示セグメント電極4)と、表示コモン電極C1、C2(表示コモン電極8)との重なり部分で画定される。表示パターンのオン・オフを制御する場合は、表示コモン電極C1またはC2が選択される期間に、表示セグメント電極S1〜S10の各々にオンまたはオフの駆動信号を印加する。   The display pattern is defined by overlapping portions of the display segment electrodes S1 to S10 (display segment electrode 4) and the display common electrodes C1 and C2 (display common electrode 8). When the on / off of the display pattern is controlled, an on / off drive signal is applied to each of the display segment electrodes S1 to S10 during a period in which the display common electrode C1 or C2 is selected.

背景は、線間以外、背景セグメント電極4Aと表示コモン電極8の引き回し線部との重なり(領域R21)、表示セグメント電極4の引き回し線部と背景コモン電極8Aとの重なり(領域R12)、及び、背景セグメント電極4Aと背景コモン電極8Aとの重なり(領域R22)で画定される。領域R11〜R22のうちのいくつかを図に例示する。   The background is not between the lines, the background segment electrode 4A overlaps with the lead line portion of the display common electrode 8 (region R21), the lead line portion of the display segment electrode 4 overlaps with the background common electrode 8A (region R12), and The background segment electrode 4A and the background common electrode 8A are defined by the overlap (region R22). Some of the regions R11 to R22 are illustrated in the figure.

まず、背景全体をオフにする制御について説明する。背景セグメント電極4Aには、コモン電極C1〜C3が選択される期間でいずれもオフの駆動信号を印加する。これにより、背景セグメント電極4Aと表示コモン電極8の引き回し線部との重なり(領域R21)は、表示コモン電極C1、C2が選択される期間にオフに保たれる。   First, control for turning off the entire background will be described. An off drive signal is applied to the background segment electrode 4A during a period in which the common electrodes C1 to C3 are selected. Thereby, the overlap (region R21) between the background segment electrode 4A and the lead-out line portion of the display common electrode 8 is kept off during the period in which the display common electrodes C1 and C2 are selected.

さらに、背景コモン電極C3が選択される期間は、すべての表示セグメント電極S1〜S10にオフの駆動信号を印加する。これにより、表示セグメント電極4の引き回し線部と背景コモン電極8Aとの重なり(領域R12)、及び、背景セグメント電極4Aと背景コモン電極8Aとの重なり(領域R22)も、オフとなる。   Further, an off drive signal is applied to all the display segment electrodes S1 to S10 during a period in which the background common electrode C3 is selected. Thereby, the overlap (region R12) of the lead line portion of the display segment electrode 4 and the background common electrode 8A and the overlap (region R22) of the background segment electrode 4A and the background common electrode 8A are also turned off.

つまり、背景のうち表示コモン電極を含む領域は、表示コモン電極が選択されたときに、背景セグメント電極にオフの駆動信号を印加してオフ表示にするとともに、背景のうち背景コモン電極を含む領域は、背景コモン電極が選択されたときに、表示セグメント電極及び背景セグメント電極にオフの駆動信号を印加してオフ表示にすることにより、背景の全体をオフ表示にする。   That is, the area including the display common electrode in the background is turned off by applying an OFF drive signal to the background segment electrode when the display common electrode is selected, and the area including the background common electrode in the background. When the background common electrode is selected, an OFF drive signal is applied to the display segment electrode and the background segment electrode to display OFF, thereby turning off the entire background.

背景の全体をオンにする制御は、この逆となる。すなわち、背景セグメント電極4Aには、コモン電極C1〜C3が選択される期間でいずれもオンの駆動信号を印加する。これにより、背景セグメント電極4Aと表示コモン電極8の引き回し線部との重なり(領域R21)は、表示コモン電極C1、C2が選択される期間にオンに保たれる。   The control to turn on the entire background is the reverse. That is, an ON drive signal is applied to the background segment electrode 4A during the period in which the common electrodes C1 to C3 are selected. Thereby, the overlap (region R21) between the background segment electrode 4A and the lead-out line portion of the display common electrode 8 is kept on during the period in which the display common electrodes C1 and C2 are selected.

さらに、背景コモン電極C3が選択される期間は、すべての表示セグメント電極S1〜S10にオンの駆動信号を印加する。これにより、表示セグメント電極4の引き回し線部と背景コモン電極8Aとの重なり(領域R12)、及び、背景セグメント電極4Aと背景コモン電極8Aとの重なり(領域R22)も、オンとなる。   Further, during a period in which the background common electrode C3 is selected, an ON drive signal is applied to all the display segment electrodes S1 to S10. Thereby, the overlap (region R12) between the lead line portion of the display segment electrode 4 and the background common electrode 8A and the overlap (region R22) between the background segment electrode 4A and the background common electrode 8A are also turned on.

つまり、背景のうち表示コモン電極を含む領域は、表示コモン電極が選択されたときに、背景セグメント電極にオンの駆動信号を印加してオン表示にするとともに、背景のうち背景コモン電極を含む領域は、背景コモン電極が選択されたときに、表示セグメント電極及び背景セグメント電極にオンの駆動信号を印加してオン表示にすることにより、背景の全体をオン表示にする。   That is, the area including the display common electrode in the background is turned on by applying an ON drive signal to the background segment electrode when the display common electrode is selected, and the area including the background common electrode in the background. When the background common electrode is selected, an on drive signal is applied to the display segment electrode and the background segment electrode to turn on the display, thereby turning on the entire background.

以上説明したように、第1の実施例では、表示パターン及び背景双方のオン・オフを、表示コモン電極及び背景コモン電極を順次選択していくマルチプレックス駆動で制御することができる。   As described above, in the first embodiment, both the display pattern and the background can be turned on / off by multiplex driving in which the display common electrode and the background common electrode are sequentially selected.

例えば、ノーマリーブラック表示の液晶表示素子で、表示パターンがオフ(暗表示)のとき、すなわちオフ電圧が印加されているとき、背景にもマルチプレックス駆動のオフ電圧を印加して、表示パターンと背景の透過率を揃えることにより、オフ電圧印加の表示パターンと電圧無印加の背景とで見え方が異なるクロストークを防止することができる。   For example, in a normally black liquid crystal display element, when the display pattern is off (dark display), that is, when an off voltage is applied, a multiplex drive off voltage is applied to the background to display the display pattern. By aligning the transmissivity of the background, it is possible to prevent crosstalk that looks different between a display pattern with an off voltage applied and a background with no voltage applied.

また例えば、ノーマリーブラック表示の液晶表示素子で、背景をオン(明表示)とすることにより、ノーマリーホワイト型の液晶表示素子のような表示を行うこともできる。   In addition, for example, a normally black liquid crystal display element can be displayed as a normally white liquid crystal display element by turning on the background (bright display).

次に、第2の実施例の液晶表示素子について説明する。ノーマリーブラック表示を行う垂直配向(VA)モードの液晶表示素子では、暗表示時であっても、オフ電圧印加に伴う斜め電界に起因して、電極エッジ近傍で光抜けが生じやすい。第2の実施例の技術は、そのような電極エッジ近傍の光抜け抑制に有効である。   Next, the liquid crystal display element of the second embodiment will be described. In a vertical alignment (VA) mode liquid crystal display element that performs normally black display, light leakage tends to occur in the vicinity of the electrode edge due to an oblique electric field accompanying off-voltage application even during dark display. The technique of the second embodiment is effective in suppressing light leakage near such an electrode edge.

図13は、第2の実施例による液晶表示素子の概略断面図である。以下、第1の実施例との違いについて説明する。セグメント基板3表面において、表示セグメント電極4と背景セグメント電極4Aとの間隙を覆うように、ブラックマスク17が形成されている。コモン基板8において、表示コモン電極8と背景コモン電極8Aとの間隙を覆うように、ブラックマスク18が形成されている。   FIG. 13 is a schematic cross-sectional view of a liquid crystal display device according to the second embodiment. The difference from the first embodiment will be described below. A black mask 17 is formed on the surface of the segment substrate 3 so as to cover the gap between the display segment electrode 4 and the background segment electrode 4A. On the common substrate 8, a black mask 18 is formed so as to cover the gap between the display common electrode 8 and the background common electrode 8A.

ブラックマスク17は、表示面内で、表示セグメント電極4と背景セグメント電極4Aとの隙間を覆うように帯状に形成され、表示セグメント電極4の縁からその内側にある程度オーバーラップし、また、背景セグメント電極4Aの縁からその内側にある程度オーバーラップするように形成されている。   The black mask 17 is formed in a band shape so as to cover the gap between the display segment electrode 4 and the background segment electrode 4A within the display surface, and overlaps to some extent from the edge of the display segment electrode 4, and the background segment It is formed to overlap to some extent from the edge of the electrode 4A.

ブラックマスク18は、表示面内で、表示コモン電極8と背景コモン電極8Aとの隙間を覆うように帯状に形成され、表示コモン電極8の縁からその内側にある程度オーバーラップし、また、背景コモン電極8Aの縁からその内側にある程度オーバーラップするように形成されている。   The black mask 18 is formed in a band shape so as to cover the gap between the display common electrode 8 and the background common electrode 8A within the display surface, and overlaps to some extent from the edge of the display common electrode 8 to the background common electrode. It is formed so as to overlap to some extent from the edge of the electrode 8A.

電極の縁から内側にオーバーラップするようにブラックマスクが配置されていることにより、電極エッジ近傍の光抜けが良好に抑制される。電極の縁からその電極の内側にオーバーラップする距離は、5μm以上20μm以下が好ましい。   By disposing the black mask so as to overlap from the edge of the electrode to the inside, light leakage near the electrode edge is favorably suppressed. The distance from the edge of the electrode to the inside of the electrode is preferably 5 μm or more and 20 μm or less.

ブラックマスク17及び18は、例えば顔料、カーボンなどの粒子、または染料を分散させた樹脂や、クロムなどの金属等を用いて構成される。なお、ブラックマスクに金属等導電材料を用いる場合は、透明電極との間に絶縁層を配置する。なお、ブラックマスクは、透明電極と配向膜との間に配置することもでき、また、絶縁膜と配向膜との間に配置することもできる。   The black masks 17 and 18 are configured using, for example, a resin in which particles such as pigment, carbon, or dye are dispersed, a metal such as chromium, or the like. In the case where a conductive material such as a metal is used for the black mask, an insulating layer is disposed between the transparent electrode and the transparent electrode. Note that the black mask can be disposed between the transparent electrode and the alignment film, or can be disposed between the insulating film and the alignment film.

次に、第3及び第4の実施例の液晶表示素子について説明する。第1の実施例では、背景に新たな電極を追加し、ノーマリーブラック表示の液晶表示素子でも、表示パターン及び背景を合わせた全面をオン(明表示)にできるようにした。   Next, the liquid crystal display elements of the third and fourth embodiments will be described. In the first embodiment, a new electrode is added to the background so that the entire surface including the display pattern and the background can be turned on (bright display) even in a normally black liquid crystal display element.

しかし、引き回し線部同士の線間や背景電極と表示電極との線間は、電極が配置されていないので、全面がオンとなっても暗状態のままである。例えば全面がオン時に、このような線間の暗状態により、表示に違和感が生じる場合がある。特に、線間の距離が比較的広い(例えば20μm〜50μm程度)場合で、線間が不規則なパターンで配置されているような場合に、このような違和感が生じやすい。   However, since no electrode is arranged between the lines between the drawing line portions or between the background electrode and the display electrode, the entire surface remains dark even when turned on. For example, when the entire surface is on, such a dark state between the lines may cause an uncomfortable display. In particular, when the distance between the lines is relatively large (for example, about 20 μm to 50 μm) and the lines are arranged in an irregular pattern, such a sense of incongruity is likely to occur.

第3の実施例では、セグメント電極及びコモン電極上の双方に開口を分布させることにより、線間以外の領域にも、オン時に暗状態のままの部分を分布させて、表示の違和感を低減させる。ただし、電極上に開口を形成すると、開口の縁が新たな電極エッジとなる。オフ(暗表示)時において、このような電極エッジに起因する開口の縁近傍での光抜けは抑制したい。   In the third embodiment, by distributing openings on both the segment electrode and the common electrode, a portion that remains in the dark state at the time of on-state is also distributed in a region other than between the lines, thereby reducing discomfort in display. . However, when an opening is formed on the electrode, the edge of the opening becomes a new electrode edge. When off (dark display), it is desired to suppress light leakage near the edge of the opening due to such an electrode edge.

図14は、第3の実施例の液晶表示素子の開口の配置を示す概略平面図である。セグメント電極上に、複数の開口OPs(セグメント開口OPsと呼ぶこととする)が形成され、各セグメント開口OPsに対向する位置のコモン電極上に、開口OPc(コモン開口OPcと呼ぶこととする)が形成されている。つまり、各セグメント開口OPsに対し、対応する1つのコモン開口OPcが配置されている。セグメント開口OPs及びコモン開口OPcは、それぞれ、複数列に並んで配置されている。両開口OPs、OPcは相似形状(合同も含むとする)である。   FIG. 14 is a schematic plan view showing the arrangement of the openings of the liquid crystal display element of the third embodiment. A plurality of openings OPs (referred to as segment openings OPs) are formed on the segment electrode, and an opening OPc (referred to as a common opening OPc) is formed on the common electrode at a position facing each segment opening OPs. Is formed. That is, one corresponding common opening OPc is arranged for each segment opening OPs. The segment openings OPs and the common openings OPc are respectively arranged in a plurality of rows. Both openings OPs and OPc have a similar shape (including congruence).

相互に対応するセグメント開口OPsとコモン開口OPcとは、重心GPが一致し、セグメント開口OPsの大きさはコモン開口OPcに対して等しいか小さく、セグメント開口OPsは、コモン開口OPcと一致するか、コモン開口OPc内に含まれる。なお、理想的には、表示面内でセグメント開口OPsの縁とコモン開口OPcの縁とが一致すれば、斜め電界抑制に最も好ましい。   The mutually corresponding segment opening OPs and common opening OPc have the same center of gravity GP, the size of the segment opening OPs is equal to or smaller than the common opening OPc, and the segment opening OPs matches the common opening OPc. It is included in the common opening OPc. Ideally, it is most preferable to suppress the oblique electric field if the edge of the segment opening OPs and the edge of the common opening OPc coincide with each other in the display surface.

図14には、セグメント開口OPs及びコモン開口OPcの、左右方向に伸びた列を、上下2列分示している。セグメント開口OPs及びコモン開口OPcは、矩形形状(正方形も含むとする)であり、辺同士が平行に配置されている。開口の矩形の辺は、左右方向または上下方向に平行である。   FIG. 14 shows two rows of segment openings OPs and common openings OPc extending in the left-right direction. The segment opening OPs and the common opening OPc have a rectangular shape (including a square), and the sides are arranged in parallel. The rectangular side of the opening is parallel to the horizontal direction or the vertical direction.

セグメント開口OPsは、列方向の長さ(横辺長さ)がWsで、幅(縦辺長さ)がHsであり、列方向に間隔Gsを隔てて規則的に並んでいる。コモン開口OPcは、列方向の長さ(横辺長さ)がWcで、幅(縦辺長さ)がHcであり、列方向に間隔Gcを隔てて規則的に並んでいる。コモン開口OPcの列同士は、間隔Pを隔てて並んでいる。上下方向に並ぶ開口列の開口の重心GPが、左右方向に関して揃っている。   The segment openings OPs have Ws in the column direction (horizontal side length) and Hs in width (vertical side length), and are regularly arranged with a gap Gs in the column direction. The common openings OPc have a length in the column direction (horizontal side length) of Wc and a width (length of vertical side) of Hc, and are regularly arranged with a gap Gc in the column direction. The rows of the common openings OPc are arranged with an interval P therebetween. The centers of gravity GP of the openings in the opening rows arranged in the vertical direction are aligned in the horizontal direction.

セグメント開口OPsの列方向の長さWs、幅Hs、列方向の間隔Gs、及び、コモン開口OPcの列方向の長さWc、幅Hc、列方向の間隔Gcは、以下のような関係を満たす。   The length Ws and width Hs of the segment openings OPs in the column direction and the interval Gs in the column direction, and the length Wc and width Hc of the common openings OPc in the column direction, and the interval Gc in the column direction satisfy the following relationship. .

セグメント開口OPsの列方向の長さWsは、5μmより長いことが好ましく、5μm<Ws≦Wcとなる。また、セグメント開口OPsの幅Hsも、5μmより長いことが好ましく、5μm<Hs≦Hcとなる。さらに、コモン開口OPcの列方向の間隔Gcも、5μmより長いことが好ましく、5μm<Gc≦Gsとなる。   The length Ws in the column direction of the segment openings OPs is preferably longer than 5 μm, and 5 μm <Ws ≦ Wc. The width Hs of the segment opening OPs is preferably longer than 5 μm, and 5 μm <Hs ≦ Hc. Furthermore, the column direction interval Gc of the common openings OPc is preferably longer than 5 μm, and 5 μm <Gc ≦ Gs.

また、コモン開口OPcの幅Hcが、列方向の間隔Gc以上であることが好ましく、Hc≧Gcであり、セグメント開口OPsの幅Hsが、列方向の間隔Gs以上であることが好ましく、Hs≧Gsである。   In addition, the width Hc of the common opening OPc is preferably equal to or greater than the interval Gc in the column direction, and Hc ≧ Gc, and the width Hs of the segment opening OPs is preferably equal to or greater than the interval Gs in the column direction. Gs.

コモン開口OPcの幅Hcは、セグメント電極とコモン電極との間隔に略等しくすることが好ましく、コモン開口OPcの列方向の長さWcは、セグメント電極及びコモン電極の、引き回し線部及び背景電極の最小線幅に合わせることが好ましい。コモン開口OPcの列同士の間隔Pは、コモン開口OPcの列方向の間隔Gc以上にすることが有効である。   The width Hc of the common opening OPc is preferably substantially equal to the interval between the segment electrode and the common electrode, and the length Wc in the column direction of the common opening OPc is set between the lead line portion and the background electrode of the segment electrode and the common electrode. It is preferable to match the minimum line width. It is effective that the interval P between the columns of the common openings OPc is equal to or greater than the interval Gc in the column direction of the common openings OPc.

開口は、背景内のみに設けても、さらに表示パターン内に設けてもよい。なお、開口を持つ電極パターンの作製のために、例えば以下のようにフォトマスクを作製すればよいであろう。ポジ型のフォトマスクの作製においては、元のセグメント、コモン電極パターンのマスクデータと、開口のみを配列したマスクデータの論理積を取ったマスクデータをそれぞれ作成し、このマスクデータをもとにフォトマスクを作製することで、遮光部に開口を有するマスクパターンとすることが有効である。なお、引き回し線部や背景電極の線幅が狭い部分に開口を設けると、断線する可能性があるので、断線しないようにする配慮が必要である。線幅100μm以下の電極部分、特に線幅50μm以下の電極部分には、開口を設けないようにするのがよい。   The opening may be provided only in the background or may be provided in the display pattern. In order to produce an electrode pattern having an opening, for example, a photomask may be produced as follows. In the production of a positive photomask, mask data obtained by ANDing the mask data of the original segment and common electrode pattern and the mask data in which only the openings are arranged is created, and the photo data is created based on the mask data. It is effective to make a mask pattern having an opening in the light shielding portion by manufacturing a mask. Note that if an opening is provided in a portion where the line width of the lead-out line portion or the background electrode is narrow, there is a possibility of disconnection, and therefore consideration must be given to avoid disconnection. It is preferable not to provide openings in electrode portions having a line width of 100 μm or less, particularly electrode portions having a line width of 50 μm or less.

セグメント電極とコモン電極との間隔が例えば30μmである場合、例えば、コモン開口OPcの列方向の長さWcが30μm、セグメント開口OPsの列方向の長さWsが20μm、コモン開口OPcの幅Hcが30μm、セグメント開口OPsの幅Hsが20μm、コモン開口OPcの列方向の間隔Gcが10μm、セグメント開口OPsの列方向の間隔Gsが20μm、コモン開口OPcの列同士の間隔Pが100μmである。   When the interval between the segment electrode and the common electrode is, for example, 30 μm, for example, the length Wc in the column direction of the common opening OPc is 30 μm, the length Ws in the column direction of the segment opening OPs is 20 μm, and the width Hc of the common opening OPc is The segment opening OPs has a width Hs of 20 μm, the common opening OPc has a column direction spacing Gc of 10 μm, the segment opening OPs has a column direction spacing Gs of 20 μm, and the common opening OPc has a column spacing P of 100 μm.

なお、セグメント側とコモン側の条件を入れ替えても構わない。例えば、コモン電極側の開口を、セグメント電極側の開口より小さくするようにしてもよい。   The conditions on the segment side and the common side may be interchanged. For example, the opening on the common electrode side may be made smaller than the opening on the segment electrode side.

図15に示すように、上下方向に並ぶ開口列の開口の重心GPが、左右方向に関して揃っていなくてもよい。例えば、上下方向に並ぶ開口列の重心を、左右方向に半ピッチずらして、重心GPを市松状に配置してもよい。   As shown in FIG. 15, the centers of gravity GP of the openings in the opening rows arranged in the up-down direction may not be aligned in the left-right direction. For example, the gravity centers GP may be arranged in a checkered pattern by shifting the center of gravity of the opening rows arranged in the vertical direction by a half pitch in the horizontal direction.

図16に示すように、それぞれの開口は、表示面内で、左右方向(あるいは上下方向)から所定角度θだけ傾いていてもよい。列内で隣り合う開口同士の重心の間隔がLpであり、隣り合う列同士の開口の重心の間隔がVpである。   As shown in FIG. 16, each opening may be inclined by a predetermined angle θ from the left-right direction (or the up-down direction) in the display surface. The interval between the centers of gravity of the openings adjacent to each other in the row is Lp, and the interval between the centers of gravity of the openings between adjacent rows is Vp.

なお、開口形状は矩形に限らない。例えば、円形や楕円形、十字形などとすることも可能である。各開口が、それに対応する対向側の開口と相似形状であり、両開口が重心を共通とし、両開口の大きさを等しいか、一方が他方を含む大きさとすれば有効である。一方が他方を含む大きさである場合、重心がややずれても、一方が他方を含む位置関係が保たれやすい。ただし両開口の大きさは近いことが斜め電界抑制に好ましく、一方を他方に対して80%〜120%程度の大きさ(面積)とすることが好ましい。   The opening shape is not limited to a rectangle. For example, a circular shape, an oval shape, a cross shape, or the like may be used. It is effective if each opening has a similar shape to the corresponding opening on the opposite side, both openings have a common center of gravity, and both openings have the same size or one includes the other. When one of the sizes includes the other, even if the center of gravity slightly deviates, the positional relationship in which one includes the other is easily maintained. However, it is preferable that the sizes of both openings be close to each other for suppressing the oblique electric field, and it is preferable that one of the openings has a size (area) of about 80% to 120% with respect to the other.

第4の実施例の液晶表示素子について説明する。第3の実施例では、電極上に開口を形成した。第4の実施例では、開口を覆うように、第2の実施例で導入したようなブラックマスクを形成することにより、開口近傍の光抜けをさらに抑制する。   A liquid crystal display element according to a fourth embodiment will be described. In the third embodiment, an opening was formed on the electrode. In the fourth embodiment, a black mask as introduced in the second embodiment is formed so as to cover the opening, thereby further suppressing light leakage near the opening.

図17は、セグメント開口OPs、コモン開口OPc、及びブラックマスクBMの配置関係を示す概略断面図である。コモン基板Sc側に、ブラックマスクBMが形成されている。なお、セグメント基板Ss側、あるいは両基板側にブラックマスクを形成することもできる。   FIG. 17 is a schematic cross-sectional view showing the positional relationship between the segment opening OPs, the common opening OPc, and the black mask BM. A black mask BM is formed on the common substrate Sc side. A black mask may be formed on the segment substrate Ss side or on both substrate sides.

この例では、セグメント開口OPsよりもコモン開口OPcの方が大きい。表示面内で、ブラックマスクBMが、相対的に大きいコモン開口OPcを覆い、コモン開口OPcの縁からコモン電極Ecの内側にある程度オーバーラップするように形成されている。これにより、良好に遮光が行われる。オーバーラップの距離は、好ましくは10μm以下であり、より好ましくは5μm以下である。   In this example, the common opening OPc is larger than the segment opening OPs. In the display surface, the black mask BM is formed so as to cover the relatively large common opening OPc and to some extent overlap from the edge of the common opening OPc to the inside of the common electrode Ec. Thereby, light shielding is performed satisfactorily. The overlap distance is preferably 10 μm or less, and more preferably 5 μm or less.

第5及び第6の実施例による液晶表示素子について説明する。第1〜第4の実施例では、セグメント基板あるいはコモン基板の同一面上に、表示電極と背景電極とを形成した。よって、表示電極と背景電極との短絡を防ぐために、表示電極と背景電極との間に電極のない線間が残る。このような線間をなくすことが可能な構造について説明する。   Liquid crystal display elements according to fifth and sixth embodiments will be described. In the first to fourth embodiments, the display electrode and the background electrode are formed on the same surface of the segment substrate or the common substrate. Therefore, in order to prevent a short circuit between the display electrode and the background electrode, a line without an electrode remains between the display electrode and the background electrode. A structure capable of eliminating such a gap between lines will be described.

図18は、第5の実施例による液晶表示素子の概略断面図である。背景セグメント電極4Cを、表示セグメント電極4とは異なる層に形成する。セグメント基板3上に、背景セグメント電極4Cが形成され、その上に、絶縁膜19が形成され、絶縁膜19上に、表示セグメント電極4が形成されている。   FIG. 18 is a schematic sectional view of a liquid crystal display device according to the fifth embodiment. The background segment electrode 4 </ b> C is formed in a different layer from the display segment electrode 4. A background segment electrode 4 </ b> C is formed on the segment substrate 3, an insulating film 19 is formed thereon, and the display segment electrode 4 is formed on the insulating film 19.

図19は、第6の実施例による液晶表示素子の概略断面図である。第6の実施例では、セグメント基板側に加え、さらにコモン基板側でも、表示電極と異なる層に背景電極を形成する。コモン基板8の下に、背景コモン電極8Cが形成され、その下に、絶縁膜19aが形成され、絶縁膜19aの下に、表示コモン電極8が形成されている。   FIG. 19 is a schematic sectional view of a liquid crystal display device according to the sixth embodiment. In the sixth embodiment, in addition to the segment substrate side, the background electrode is formed in a layer different from the display electrode on the common substrate side. A background common electrode 8C is formed under the common substrate 8, an insulating film 19a is formed thereunder, and a display common electrode 8 is formed under the insulating film 19a.

このように、背景電極と表示電極とを異なる層に形成することにより、表示面内で両電極間に隙間を設けなくてもよくなる(背景電極と表示電極の端を揃えてよい)。線間が無くなれば、背景のオン時に線間が暗状態になるような状況をなくすことができる。   Thus, by forming the background electrode and the display electrode in different layers, it is not necessary to provide a gap between both electrodes in the display surface (the ends of the background electrode and the display electrode may be aligned). If there is no space between the lines, it is possible to eliminate the situation in which the space between the lines becomes dark when the background is on.

実施例で用いる液晶セルの液晶層のモードとして、ツイステッドネマチック(TN)モード、垂直配向(VA)モード、及び、2層TNモードの3種類について説明する。   As modes of the liquid crystal layer of the liquid crystal cell used in the examples, three types of a twisted nematic (TN) mode, a vertical alignment (VA) mode, and a two-layer TN mode will be described.

図20を参照して、ノーマリーホワイト(NW)ツイストネマチック(TN)モード液晶表示素子について説明する。図22は、NWTNモード液晶表示素子の概略斜視図である。図示の液晶表示素子は、液晶セル211が、クロスニコル配置の偏光板221、222に挟まれ、上下のガラス基板212、213と、それらの間に形成された液晶層214とを含んで構成される。偏光板221、222としてポラテクノ製SKN18243Tを用いている。   A normally white (NW) twisted nematic (TN) mode liquid crystal display element will be described with reference to FIG. FIG. 22 is a schematic perspective view of an NWTN mode liquid crystal display element. The illustrated liquid crystal display element includes a liquid crystal cell 211 that is sandwiched between polarizing plates 221 and 222 in a crossed Nicol arrangement and includes upper and lower glass substrates 212 and 213 and a liquid crystal layer 214 formed therebetween. The As the polarizing plates 221, 222, SKN18243T manufactured by POLATECHNO is used.

上下ガラス基板212、213の間で液晶層214が左捩れ90°になるようにそれぞれの基板にラビング処理が施されている。液晶層214は、左捩れのカイラル材が添加されたΔε>0の液晶材料が満たされている。液晶層214の厚さ(セル厚)は約2μmに設定されている。また、液晶セル厚dの液晶材料の捩れピッチpに対する比d/pは約0.35に設定されている。液晶材料の複屈折率Δnとセル厚dの積であるリタデーションΔndは約446nmに設定されている。液晶層中央分子配向方位は液晶表示素子を法線方向から観察したときに面内において6時の方位になるようにラビング方向を調整されている。   Each substrate is rubbed so that the liquid crystal layer 214 is twisted 90 ° between the upper and lower glass substrates 212 and 213. The liquid crystal layer 214 is filled with a liquid crystal material of Δε> 0 to which a left-handed chiral material is added. The thickness (cell thickness) of the liquid crystal layer 214 is set to about 2 μm. The ratio d / p of the liquid crystal cell thickness d to the twist pitch p of the liquid crystal material is set to about 0.35. The retardation Δnd, which is the product of the birefringence Δn of the liquid crystal material and the cell thickness d, is set to about 446 nm. The central molecular orientation of the liquid crystal layer is adjusted so that the rubbing direction is 6 o'clock in the plane when the liquid crystal display element is observed from the normal direction.

図21に、垂直配向モード(VA)液晶表示素子の概略斜視図を示す。VAモード液晶表示素子の液晶セル251では、上下ガラス基板252、253それぞれの液晶層側内面に、所望のパターンを形成した透明電極が配置され、さらにその内面に、垂直配向膜が形成されている。垂直配向膜は、アンチパラレル配向になるようにラビング処理が施されている。液晶層にはΔε<0の液晶材料が満たされており、その層厚は略2μm、リタデーションΔndは略300nmに設定され、液晶層中央分子の配向方位は12時方位に設定されている。   FIG. 21 is a schematic perspective view of a vertical alignment mode (VA) liquid crystal display element. In the liquid crystal cell 251 of the VA mode liquid crystal display element, a transparent electrode having a desired pattern is disposed on the inner surfaces of the upper and lower glass substrates 252 and 253 on the liquid crystal layer side, and a vertical alignment film is formed on the inner surfaces. . The vertical alignment film is rubbed so as to have anti-parallel alignment. The liquid crystal layer is filled with a liquid crystal material of Δε <0, the layer thickness is set to about 2 μm, the retardation Δnd is set to about 300 nm, and the orientation direction of the center molecule of the liquid crystal layer is set to 12:00.

液晶セル251外の上下にはクロスニコル配置の偏光板261、262を配置し、上側偏光板261の吸収軸を12時方位から反時計回りに45°回転させた位置に設定している。液晶セル251と上下偏光板261、262間には視角補償板271、272として、負の二軸光学異方性を有する光学フィルムを貼り合せている。試作した液晶表示素子においては、住友化学製のヨウ素系偏光板および負の二軸光学異方性フィルムを用いた。光学フィルム271、272の面内遅相軸(矢印)は偏光板吸収軸に略平行に配置し、面内位相差は略45nm、フィルム厚さ方向の位相差は略120nmとしている。なお、視角補償板は液晶セル51の上面又は下面のいずれか一方のみに配置されていても良い。光学フィルムパラメータの適切な値について説明すると、フィルムの厚さ方向位相差(2枚以上使用時にはその合計)は液晶セルのΔndに対して略0.5倍〜略1.0倍、面内位相差は略30nm〜略65nmに設定することが好ましい。   Crossed Nicols polarizing plates 261 and 262 are disposed above and below the liquid crystal cell 251, and the absorption axis of the upper polarizing plate 261 is set to a position rotated 45 ° counterclockwise from the 12 o'clock direction. An optical film having negative biaxial optical anisotropy is bonded between the liquid crystal cell 251 and the upper and lower polarizing plates 261 and 262 as viewing angle compensation plates 271 and 272. In the prototyped liquid crystal display element, an iodine-based polarizing plate and a negative biaxial optically anisotropic film manufactured by Sumitomo Chemical were used. The in-plane slow axes (arrows) of the optical films 271 and 272 are arranged substantially parallel to the polarizing plate absorption axis, the in-plane retardation is about 45 nm, and the retardation in the film thickness direction is about 120 nm. The viewing angle compensation plate may be disposed only on either the upper surface or the lower surface of the liquid crystal cell 51. The appropriate values of the optical film parameters will be described. The thickness direction retardation of the film (the total when two or more sheets are used) is approximately 0.5 times to approximately 1.0 times the Δnd of the liquid crystal cell. The phase difference is preferably set to about 30 nm to about 65 nm.

図22に、2層TNモード液晶表示素子の概略斜視図を示す。クロスニコル配置の偏光板291、292間に2つの液晶セル281、282が積層された構造において、下側のセル282を「駆動セル」、上側のセル281を「補償セル」として動作させる。   FIG. 22 shows a schematic perspective view of a two-layer TN mode liquid crystal display element. In a structure in which two liquid crystal cells 281 and 282 are stacked between polarizing plates 291 and 292 in a crossed Nicol arrangement, the lower cell 282 is operated as a “driving cell” and the upper cell 281 is operated as a “compensation cell”.

「駆動セル」282の構造は、図22で示したNWTNモード液晶表示素子の液晶セルと同様である。駆動セルには、外部から駆動電圧を印加して表示部の明暗表示を行う。   The structure of the “driving cell” 282 is the same as the liquid crystal cell of the NWTN mode liquid crystal display element shown in FIG. A driving voltage is applied to the driving cell from the outside to perform bright and dark display on the display unit.

一方、「補償セル」281においては、2枚のガラス基板間の液晶層が右捩れ90°になるようにラビング処理を施す。また、液晶層中に右ねじれを誘起するようなカイラル剤を添加する。液晶層中央分子の配向方位は3時の方向である。また、ガラス基板に表示パターン電極は形成しない。この補償セルにより、正面観察時にはリタデーションがほぼ0となり、ノーマリブラックモードとなる。その他の条件は駆動セル282と同様である。なお、補償セル281は、同様な光学特性を有する光学フィルム、例えばポラテクノ製Twistarフィルム等で代替可能である。   On the other hand, in the “compensation cell” 281, a rubbing process is performed so that the liquid crystal layer between the two glass substrates has a right twist of 90 °. Also, a chiral agent that induces right twist in the liquid crystal layer is added. The orientation direction of the center molecule of the liquid crystal layer is the 3 o'clock direction. Further, the display pattern electrode is not formed on the glass substrate. With this compensation cell, the retardation becomes almost zero during frontal observation, and a normally black mode is set. Other conditions are the same as those of the drive cell 282. Note that the compensation cell 281 can be replaced with an optical film having similar optical characteristics, such as a Twistar film made by Polatechno.

VAモードおよび2層TNモードの液晶表示素子は、ノーマリーブラック型液晶表示素子となる。ノーマリーブラック型表示部を用いると、ブラックマスクを用いない構造で、コントラストの高いカラーブレークレスFS駆動液晶表示装置を作製することが容易である。特に、VAモードは視角特性に優れているので、表示品位を高めるのに好適である。   The VA mode and two-layer TN mode liquid crystal display elements are normally black liquid crystal display elements. When a normally black display portion is used, it is easy to manufacture a color breakless FS drive liquid crystal display device having a high contrast with a structure that does not use a black mask. In particular, since the VA mode is excellent in viewing angle characteristics, it is suitable for improving display quality.

作製した3種類のモードの液晶表示素子について、室温時における電気光学応答のDuty比依存性を大塚電子製LCD5200にて測定した。スタティック駆動の場合、駆動電圧は矩形波、マルチプレックス駆動の場合、1/2Duty時には1/2バイアス、1/3および1/4Duty時には1/3バイアスの500Hzバイアス駆動とした。駆動電圧の大きさVdは目視により最も良好とみなされる表示状態になるように調整した。スタティック駆動のOff電圧は0Vである。なお、Off電圧印加時における定常状態の透過率を0%、On電圧印加時における定常状態の透過率を100%としたとき、暗表示から明表示への応答時間は、透過率が0%から90%に変化するのに要する時間とし、明表示から暗表示への応答時間は、透過率が100%から10%に変化するのに要する時間として定義する。   The duty ratio dependency of the electro-optic response at room temperature was measured with an LCD 5200 manufactured by Otsuka Electronics for the three types of liquid crystal display elements thus manufactured. In the case of static drive, the drive voltage is a rectangular wave, and in the case of multiplex drive, a 500 Hz bias drive with 1/2 bias at 1/2 duty and 1/3 bias at 1/3 and 1/4 duty. The magnitude Vd of the driving voltage was adjusted so as to obtain a display state regarded as the best visually. The off voltage of static drive is 0V. Note that when the transmittance in the steady state when the Off voltage is applied is 0% and the transmittance in the steady state when the On voltage is applied is 100%, the response time from the dark display to the bright display is from 0%. The time required for the change from 90% to 90% is defined, and the response time from the bright display to the dark display is defined as the time required for the transmittance to change from 100% to 10%.

図23に、各液晶表示素子における応答時間の表を示す。応答時間の単位はmsである。表に示すように、特に2層TN型とVA型の液晶表示素子において、Dutyが大きくなるに従って暗表示から明表示への応答時間が長くなる傾向が見られる。明表示から暗表示への応答時間については、Vdが大きくなるにしたがって長くなる傾向が見られる。応答時間が長くなる、言い換えると、応答速度が遅くなると、液晶表示装置の色純度を確保するためには1サブフレーム内においてブランク時間を長く取らなければならない。しかし、ブランク時間を長く取ると、液晶表示装置の表示輝度が低下するという問題がある。   FIG. 23 shows a response time table for each liquid crystal display element. The unit of response time is ms. As shown in the table, in particular, in the two-layer TN type and VA type liquid crystal display elements, the response time from the dark display to the bright display tends to increase as the duty increases. The response time from the bright display to the dark display tends to become longer as Vd increases. When the response time becomes long, in other words, when the response speed becomes slow, in order to ensure the color purity of the liquid crystal display device, it is necessary to take a long blank time within one subframe. However, if the blank time is long, there is a problem that the display brightness of the liquid crystal display device is lowered.

図24に、各液晶表示素子の透過率が0%から10%に変化する時間(0%−10%時間と呼ぶこととする)の表を示す。   FIG. 24 shows a table of times (referred to as 0% -10% time) for the transmittance of each liquid crystal display element to change from 0% to 10%.

NWTN型においては、Dutyが大きくなるに従って0%−10%時間が徐々に短くなる傾向が見られた。2層TN型においては、Dutyが大きくなるに従って0%−10%時間が長くなる傾向が見られた。また、VA型においては、Dutyによる依存性は低いが、スタティック駆動時に比べて1/2Duty〜1/4Duty駆動時のほうが0%−10%時間が長くなる傾向が見られた。   In the NWTN type, the 0% -10% time tended to gradually shorten as the duty increased. In the two-layer TN type, there was a tendency that 0% -10% time was increased as the duty increased. In the VA type, the dependency due to the duty is low, but there is a tendency that 0% -10% time is longer in the 1/2 duty to 1/4 duty driving than in the static driving.

図23、図24のデータをまとめると、次のことが分かる。

1)NWTNは応答速度が最も早いため、1サブフレーム内のバックライト点灯時間を長くすることができる。
2)暗表示から明表示時における応答遅れはノーマリーブラック型表示素子のほうが圧倒的に長い。
3)走査線本数が多くなる、すなわち、Dutyが大きくなると応答速度が低下し、ノーマリーブラック型素子の場合は応答遅れ時間が長くなる傾向がある。
4)高コントラスト状態にて実現可能なのはノーマリーブラック型で、さらに視角特性を考慮すればVA型液晶表示素子が最適である。

次に、図3で示した表示パターンにおいて、実施例によりセグメント1(121)を赤で表示し、セグメント2(122)をシアン、背景部分セグメント3(123)を白に表示する場合のFS駆動方法について説明する。
When the data in FIGS. 23 and 24 are collected, the following can be understood.

1) Since NWTN has the fastest response speed, the backlight lighting time in one subframe can be extended.
2) The response delay from dark display to bright display is overwhelmingly longer in the normally black display element.
3) When the number of scanning lines increases, that is, when the duty increases, the response speed decreases, and in the case of a normally black element, the response delay time tends to increase.
4) A normally black type can be realized in a high-contrast state, and a VA liquid crystal display element is optimal in view of viewing angle characteristics.

Next, in the display pattern shown in FIG. 3, according to the embodiment, segment 1 (121) is displayed in red, segment 2 (122) is displayed in cyan, and background portion segment 3 (123) is displayed in white. A method will be described.

まず、マルチカラーバックライトをRGB間欠点灯させる混色表示FS駆動の場合を想定する。ここでは、NWTN型を用いた例について説明する。   First, the case of the mixed color display FS drive in which the multi-color backlight is intermittently lit in RGB is assumed. Here, an example using the NWTN type will be described.

図25に、1フレームにおけるコモン1〜3、セグメント1、2、および背景電極に印加される駆動波形、及びバックライト領域A、領域Bの発光色及び点灯タイミングを表した波形図を示す。FS駆動方法として、1つの表示色につき1フレーム中1つのサブフレームでのみ明表示を行うカラーブレークレス駆動方法を用いる。サブフレーム数Mは3に設定した。1フレームを略16.7msとした場合、各サブフレームを等時間に分割して1サブフレームを略5.57msとした。また、1走査線を走査する時間は略0.93msとした。液晶表示素子に印加する電圧は、1/3Duty、1/3Bias、フレーム周波数f=180Hzのマルチプレックス駆動電圧とした。   FIG. 25 is a waveform diagram showing driving waveforms applied to the commons 1 to 3, the segments 1 and 2, and the background electrode in one frame, and the emission colors and lighting timings of the backlight areas A and B. As the FS driving method, a color breakless driving method in which bright display is performed only in one subframe of one frame for one display color is used. The number of subframes M was set to 3. When one frame was set to approximately 16.7 ms, each subframe was divided into equal time periods so that one subframe was set to approximately 5.57 ms. The time for scanning one scanning line was set to about 0.93 ms. The voltage applied to the liquid crystal display element was a multiplex drive voltage of 1/3 Duty, 1/3 Bias, and frame frequency f = 180 Hz.

コモン選択電圧を±Vとしセグメント電極のOn電圧を±Vsとした。Off電圧は0Vである。NWTN型液晶表示素子を用いているため、セグメント電極が±Vsのときに暗表示、0Vのときに明表示となる。   The common selection voltage was ± V, and the On voltage of the segment electrode was ± Vs. The Off voltage is 0V. Since the NWTN liquid crystal display element is used, dark display is obtained when the segment electrode is ± Vs, and bright display is obtained when the segment electrode is 0V.

1サブフレーム内の駆動についてさらに説明を続ける。1サブフレーム内においては、表示均一化を維持するためにコモン電極の2本分の走査を待つ「走査待ち時間」が略1.86ms設けられる。その後、液晶表示素子の光学的応答を待つためのブランク時間を設ける必要がある。ここでは図25に示した略2.28msとした。最低でこの時間をブランク時間とすれば各サブフレーム間の混色による表示品位の低下を抑制することが出来る。その後の残り時間がマルチカラーバックライトを点灯させる時間となり、略1.43msである。赤などのバックライト原色発光においては、ひとつのサブフレームのみで明表示にすれば良く、シアンや白のようなバックライトが混色発光の場合は複数のサブフレームで明表示にする必要がある。なお、セグメント電極のうち背景部分にOn電圧を加えることにより背景部分を着色させたり、黒表示にしたりすることができる。   Further description of driving within one subframe will be continued. Within one subframe, a “scanning waiting time” for waiting for scanning of two common electrodes in order to maintain uniform display is provided for approximately 1.86 ms. Thereafter, it is necessary to provide a blank time for waiting for the optical response of the liquid crystal display element. Here, it is approximately 2.28 ms as shown in FIG. If this time is set to the blank time at the minimum, it is possible to suppress deterioration in display quality due to color mixture between subframes. The remaining time after that is the time to turn on the multi-color backlight, which is approximately 1.43 ms. In backlight primary color light emission such as red, it is only necessary to make a bright display in only one subframe. When a backlight such as cyan or white emits mixed color light emission, it is necessary to make light display in a plurality of subframes. In addition, a background part can be colored or black display can be performed by applying an On voltage to a background part among segment electrodes.

次に液晶表示素子としてノーマリーブラック型であるVA素子を用い、液晶表示素子の駆動動作とバックライト点灯動作を同期させる。   Next, a normally black VA element is used as the liquid crystal display element, and the driving operation of the liquid crystal display element and the backlight lighting operation are synchronized.

図26に、液晶表示素子の3つのコモン電極に印加する走査線選択電圧波形、セグメント1、2と背景部分のセグメント電極に印加されるセグメント波形、マルチカラーバックライトの点灯タイミングおよび点灯色を示した波形図を示す。1フレームを略16.7msとして3つのサブフレームに等間隔に分割した。1サブフレーム時間は略5.57msである。   FIG. 26 shows scanning line selection voltage waveforms applied to the three common electrodes of the liquid crystal display element, segment waveforms applied to the segment electrodes 1 and 2 and the segment electrode in the background portion, lighting timing and lighting color of the multi-color backlight. A waveform diagram is shown. One frame was divided into three subframes at an equal interval of about 16.7 ms. One subframe time is approximately 5.57 ms.

マルチプレックス波形の周波数は略180Hzとし、1走査線を走査する時間は略0.93msとした。ノーマリーブラック型液晶表示素子を用いているのでセグメント電極が±Vsのときに明表示、0Vのときに暗表示となる。走査待ち時間は1.86msである。その後、液晶表示素子の光学応答を待つためブランク時間を設ける必要がある。ここでは図23に示したVA素子の1/3Duty駆動における明から暗表示変化時の応答時間である略3.33msとした。最低でこの時間をブランク時間とすれば各サブフレーム間の混色による表示品位の低下を抑制することが出来る。その後の残り時間がマルチカラーバックライトを点灯させる時間となり、略0.38msである。   The frequency of the multiplex waveform was approximately 180 Hz, and the time for scanning one scanning line was approximately 0.93 ms. Since a normally black liquid crystal display element is used, bright display is obtained when the segment electrode is ± Vs, and dark display is obtained when the segment electrode is 0V. The scanning waiting time is 1.86 ms. Thereafter, it is necessary to provide a blank time in order to wait for the optical response of the liquid crystal display element. Here, the response time when the display changes from bright to dark in the 1/3 duty drive of the VA element shown in FIG. 23 is approximately 3.33 ms. If this time is set to the blank time at the minimum, it is possible to suppress deterioration in display quality due to color mixture between subframes. The remaining time after that is the time to turn on the multi-color backlight, which is approximately 0.38 ms.

なお、液晶表示素子として2層TN型を用いた場合は走査待ち時間は略1.86ms、ブランク時間は略2.5msであり、バックライト点灯時間は略1.11msとなる。   When the two-layer TN type is used as the liquid crystal display element, the scanning waiting time is approximately 1.86 ms, the blank time is approximately 2.5 ms, and the backlight lighting time is approximately 1.11 ms.

上記のように、液晶表示素子として2つのノーマリーブラック型液晶表示素子を用いた場合、ノーマリーホワイト型に比べて応答速度が遅くなり、結果としてバックライト点灯時間が短くなって表示輝度が低下する原因となる。発明者らは、このバックライト点灯時間を長くする方法についても発案した。   As described above, when two normally black liquid crystal display elements are used as the liquid crystal display element, the response speed is slower than the normally white type, resulting in a shorter backlight lighting time and lower display brightness. Cause. The inventors have also invented a method for extending the backlight lighting time.

図27に駆動波形の波形図を示す。図27ではVA型液晶表示素子の場合を示している。マルチプレックス駆動周波数を180Hzとすると、走査待ち時間は1.86ms、ブランク時間は3.33msとなる。バックライト点灯時間を1サブフレーム内に抑えようとすると、バックライト点灯時間は略0.38となるが、次のサブフレームの応答遅れ時間中もバックライトの点灯を継続させることにより、バックライト点灯時間を長くすることが可能となる。このバックライト点灯が長くなる分の時間を前サブフレームバックライト点灯継続時間Dと定義する。   FIG. 27 shows a waveform diagram of drive waveforms. FIG. 27 shows the case of a VA liquid crystal display element. When the multiplex drive frequency is 180 Hz, the scanning waiting time is 1.86 ms, and the blank time is 3.33 ms. If the backlight lighting time is to be suppressed within one subframe, the backlight lighting time is approximately 0.38. However, by continuing the backlight lighting during the response delay time of the next subframe, It becomes possible to lengthen the lighting time. The amount of time that the backlight is lit is defined as the previous subframe backlight lighting duration D.

前サブフレームバックライト点灯継続時間Dは、図24に示した応答遅れ時間を適用することが好ましい。VA型素子の場合は略2.27msとなる。従って1つのバックライト点灯時間は0.38ms+2.27msで2.65msとなり、バックライト点灯時間を1サブフレーム内に収めた場合に比べ約7倍の点灯時間を確保できる。2層TN型の場合も同様にバックライト点灯時間を長くすることができる。   It is preferable to apply the response delay time shown in FIG. 24 as the previous subframe backlight lighting duration D. In the case of a VA type element, it is about 2.27 ms. Accordingly, one backlight lighting time is 0.38 ms + 2.27 ms, which is 2.65 ms, and it is possible to secure about seven times the lighting time as compared with the case where the backlight lighting time is within one subframe. Similarly, in the case of the two-layer TN type, the backlight lighting time can be extended.

図28に、いわゆるカラーブレークへの対策を施したマルチプレックス駆動波形の波形図を示す。カラーブレーク対策として、各パターンにおいて明表示を行うサブフレームを1つのみとする駆動方法を適用し、時間による混色を行わないようにしている。なお、バックライトは原色または複数光源による混色を発光する。図示のように、カラーブレーク対策を施した駆動であっても、上記と同様に前サブフレーム点灯継続時間Dを設けることにより、バックライトの点灯時間を長くすることができる。   FIG. 28 shows a waveform diagram of a multiplex drive waveform in which measures against so-called color breaks are taken. As a countermeasure against color breaks, a driving method in which only one sub-frame that performs bright display in each pattern is applied is applied so as not to perform color mixing over time. Note that the backlight emits primary colors or mixed colors of a plurality of light sources. As shown in the figure, even in the case of driving with color break countermeasures, the lighting time of the backlight can be lengthened by providing the previous subframe lighting duration time D as described above.

NWTN、VA、2層TNの3種類の液晶表示素子のうちいずれかに図25〜図28に示した駆動波形を適用して外観観察した場合、視差が観察されない、良好な表示を実現できた。これは参考例のような表示セル、背景表示セルの2層構造をなくしたためと考えられる。   When the appearance was observed by applying the drive waveforms shown in FIGS. 25 to 28 to any one of the three types of liquid crystal display elements NWTN, VA, and 2-layer TN, good display without parallax was observed. . This is probably because the two-layer structure of the display cell and the background display cell as in the reference example is eliminated.

なお、上記においては各サブフレームを均等時間に分割したが、必ずしも均等時間にしなくとも良い。また、サブフレーム数Mは3つに限らない。特にカラーブレーク対策を施した駆動方法の場合、サブフレーム数Mは2以上で、2〜4が好ましい。   In the above description, each subframe is divided into equal times. Further, the number M of subframes is not limited to three. In particular, in the case of a driving method in which a color break countermeasure is taken, the number M of subframes is 2 or more, preferably 2 to 4.

1サブフレーム期間Sにおける構成要素は、前サブフレームバックライト点灯継続時間D、ブランク時間B、およびバックライト点灯時間Lである。これらの時間の間にはS=D+B+Lが成り立つが、S=D+Bでも良い。   The components in one subframe period S are the previous subframe backlight lighting duration D, the blank time B, and the backlight lighting time L. S = D + B + L holds during these times, but S = D + B may also be used.

一方、液晶表示素子走査線本数をN(1/NDuty駆動)、液晶表示素子の駆動周波数をfとすると、走査線走査待ち時間CはC=(N−1)/(f×2N)となる。D+Bは、C+(液晶表示素子の明から暗表示時の応答時間)以上を設定することが好ましい。   On the other hand, if the number of scanning lines of the liquid crystal display element is N (1 / ND duty driving) and the driving frequency of the liquid crystal display element is f, the scanning line scanning waiting time C is C = (N−1) / (f × 2N). . D + B is preferably set to C + (response time during light to dark display of the liquid crystal display element) or more.

これらの数値の関係をより一般化して数式で表すこととする。フレーム時間F、サブフレーム数M、サブフレーム時間Sm(m=1〜M)、前サブフレームバックライト点灯継続時間Dm、走査待ち時間W、ブランク時間Bm、バックライト点灯時間をLmとすると、

1) F=SUM(Sm) (m=1〜M) −式(1)

の関係が成り立ち、各サブフレームを等時間とするとF=S×Mとなる。

2) W≦Dmの場合: Sm=Dm+Bm+Lm −式(2)
Dm≦Wの場合: Sm=Dm+(W−Dm)+Bm+Lm ―式(3)
(式2、3ともDm≠0であればLm=0でも良い)

3) 明から暗表示応答時間はSm−W以下であること

上記1)〜3)の条件が満たされれば液晶表示素子の応答速度にかかわらず良好な色純度を示すFS駆動の液晶表示装置を構成可能と考えられる。
The relationship between these numerical values will be generalized and expressed by mathematical formulas. When the frame time F, the number of subframes M, the subframe time Sm (m = 1 to M), the previous subframe backlight lighting duration time Dm, the scanning waiting time W, the blank time Bm, and the backlight lighting time are Lm,

1) F = SUM (Sm) (m = 1 to M) -Formula (1)

Thus, F = S × M, where each subframe is equally timed.

2) When W ≦ Dm: Sm = Dm + Bm + Lm −Formula (2)
When Dm ≦ W: Sm = Dm + (W−Dm) + Bm + Lm—Formula (3)
(Equation 2 and 3 may be Lm = 0 if Dm ≠ 0)

3) Light to dark display response time must be Sm-W or less

If the above conditions 1) to 3) are satisfied, it is considered that an FS-driven liquid crystal display device exhibiting good color purity regardless of the response speed of the liquid crystal display element can be configured.

以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、マルチプレックス駆動の1/2Duty〜1/16Duty、好ましく(表示品質の観点から)は1/2Duty〜1/9Dutyが実施可能である。さらに、図14のような分割領域を独立した配線で駆動させる場合には、1/2Duty〜1/8Duty、好ましくは1/2Duty〜1/4Dutyのマルチプレックス駆動を適用できる。   Although the present invention has been described with reference to the embodiments, the present invention is not limited thereto. For example, 1/2 duty to 1/16 duty of multiplex drive, preferably 1/2 duty to 1/9 duty can be implemented (in terms of display quality). Furthermore, when the divided regions as shown in FIG. 14 are driven by independent wiring, multiplex driving of 1/2 duty to 1/8 duty, preferably 1/2 duty to 1/4 duty can be applied.

また、マルチプレックス駆動周波数は150Hz〜1kHzが有効である。   The multiplex drive frequency is effectively 150 Hz to 1 kHz.

図29に、液晶表示素子の他の表示パターン例を示す。図のように2桁の8セグメントを用いて数字の「24」を赤で表示するとともに、文字「TEMP」をシアン、背景を白で表示する場合を考える。その場合、8セグメントのうちOff表示させたい部分のセグメント電極に、背景と同じ電圧波形を印加すればよい。   FIG. 29 shows another display pattern example of the liquid crystal display element. Consider the case where the number “24” is displayed in red using 8 segments of two digits as shown in the figure, the character “TEMP” is displayed in cyan, and the background is displayed in white. In that case, the same voltage waveform as that of the background may be applied to the segment electrode of the 8 segments to be displayed off.

図30は、表示パターンの他の例を示す平面図である。これまで述べてきた説明では、液晶表示素子の表示パターンとしてセグメント表示のみ示したが、図30のように、セグメント表示+ドットマトリクス表示パターンの場合でも実施例を適用可能である。   FIG. 30 is a plan view showing another example of the display pattern. In the above description, only the segment display is shown as the display pattern of the liquid crystal display element, but the embodiment can be applied even in the case of the segment display + dot matrix display pattern as shown in FIG.

その他、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。   It will be apparent to those skilled in the art that other various modifications, improvements, combinations, and the like can be made.

図1は、液晶表示装置の概略的構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a liquid crystal display device. 図2は、参考例による液晶表示素子の概略断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a liquid crystal display element according to a reference example. 図3は、液晶表示素子の表示パターンの例である。FIG. 3 is an example of a display pattern of the liquid crystal display element. 図4は、図3に示した表示パターンを実現する、参考例のセグメント電極パターンである。FIG. 4 is a segment electrode pattern of a reference example that realizes the display pattern shown in FIG. 図5は、図3に示した表示パターンを実現する、参考例のコモン電極パターンである。FIG. 5 is a common electrode pattern of a reference example that realizes the display pattern shown in FIG. 図6は、第1の実施例による液晶表示素子の概略断面図である。FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of the liquid crystal display element according to the first embodiment. 図7は、図3に示した表示パターンを実現する、第1の実施例のセグメント電極パターンである。FIG. 7 shows a segment electrode pattern of the first embodiment that realizes the display pattern shown in FIG. 図8は、図3に示した表示パターンを実現する、第1の実施例のコモン電極パターンである。FIG. 8 shows a common electrode pattern of the first embodiment that realizes the display pattern shown in FIG. 図9は、背景コモン電極を2つの背景コモン電極C3a、C3bに分割する例である。FIG. 9 shows an example in which the background common electrode is divided into two background common electrodes C3a and C3b. 図10は、図7に示したA領域の拡大図である。FIG. 10 is an enlarged view of a region A shown in FIG. 図11は、図7に示したB領域の拡大図である。FIG. 11 is an enlarged view of region B shown in FIG. 図12は、有効表示エリア124全体でのセグメント電極とコモン電極との重なりを示す。FIG. 12 shows the overlapping of the segment electrode and the common electrode in the entire effective display area 124. 図13は、第2の実施例による液晶表示素子の概略断面図である。FIG. 13 is a schematic cross-sectional view of a liquid crystal display device according to the second embodiment. 図14は、第3の実施例の液晶表示素子の開口の配置を示す概略平面図である。FIG. 14 is a schematic plan view showing the arrangement of the openings of the liquid crystal display element of the third embodiment. 図15は、開口の他の配置例を示した平面図である。FIG. 15 is a plan view showing another arrangement example of the openings. 図16は、開口の他の配置例を示した平面図である。FIG. 16 is a plan view showing another arrangement example of the openings. 図17は、セグメント開口OPs、コモン開口OPc、及びブラックマスクBMの配置関係を示す概略断面図である。FIG. 17 is a schematic cross-sectional view showing the positional relationship between the segment opening OPs, the common opening OPc, and the black mask BM. 図18は、第5の実施例による液晶表示素子の概略断面図である。FIG. 18 is a schematic sectional view of a liquid crystal display device according to the fifth embodiment. 図19は、第6の実施例による液晶表示素子の概略断面図である。FIG. 19 is a schematic sectional view of a liquid crystal display device according to the sixth embodiment. 図20は、NWTNモード液晶表示素子の概略斜視図である。FIG. 20 is a schematic perspective view of an NWTN mode liquid crystal display element. 図21は、垂直配向モード(VA)液晶表示素子の概略斜視図である。FIG. 21 is a schematic perspective view of a vertical alignment mode (VA) liquid crystal display element. 図22は、2層TNモード液晶表示素子の概略斜視図である。FIG. 22 is a schematic perspective view of a two-layer TN mode liquid crystal display element. 図23は、各液晶表示素子における応答時間の表である。FIG. 23 is a table of response times in the respective liquid crystal display elements. 図24は、各液晶表示素子の透過率が0%から10%に変化する時間(0%−10%時間と呼ぶこととする)の表である。FIG. 24 is a table of times (referred to as 0% -10% time) for the transmittance of each liquid crystal display element to change from 0% to 10%. 図25は、1フレームにおけるコモン1〜3、セグメント1、2、および背景電極に印加される駆動波形、及びバックライト領域A、領域Bの発光色及び点灯タイミングを表した波形図である。FIG. 25 is a waveform diagram showing driving waveforms applied to the commons 1 to 3, segments 1 and 2, and the background electrode in one frame, and emission colors and lighting timings of the backlight areas A and B. 図26は、液晶表示素子の3つのコモン電極に印加する走査線選択電圧波形、セグメント1、2と背景部分のセグメント電極に印加されるセグメント波形、マルチカラーバックライトの点灯タイミングおよび点灯色を示した波形図である。FIG. 26 shows scanning line selection voltage waveforms applied to the three common electrodes of the liquid crystal display element, segment waveforms applied to the segment electrodes 1 and 2 and the background portion, the lighting timing and lighting color of the multi-color backlight. FIG. 図27は駆動波形の波形図である。FIG. 27 is a waveform diagram of drive waveforms. 図28は、いわゆるカラーブレークへの対策を施したマルチプレックス駆動波形の波形図である。FIG. 28 is a waveform diagram of a multiplex drive waveform in which measures against so-called color breaks are taken. 図29は、液晶表示素子の他の表示例を示した平面図である。FIG. 29 is a plan view showing another display example of the liquid crystal display element. 図30は、表示パターンの他の例を示す平面図である。FIG. 30 is a plan view showing another example of the display pattern.

符号の説明Explanation of symbols

1、11、51a、51b、51c、51d、221、222、261、262、291、292 偏光板
2、10、61a、61b、61c、61d、271、272 視角補償板
3、9、31a、31b、41a、41b、212、213 基板
4、8、33a、33b、43a、43b、231 透明電極
5、7、34a、34b、44a、44b、232 配向膜
6、32、42、214 液晶層
12、35、45 スペーサー
13、36、46 シール材
14、37、47 導通材
16、30、40、211、251、281、282 液晶セル
17、18 ブラックマスク
19、19a、19b 絶縁膜
100 バックライト
101 液晶表示素子
102 制御装置
1, 11, 51a, 51b, 51c, 51d, 221, 222, 261, 262, 291, 292 Polarizing plate 2, 10, 61a, 61b, 61c, 61d, 271, 272 Viewing angle compensator 3, 9, 31a, 31b , 41a, 41b, 212, 213 Substrate 4, 8, 33a, 33b, 43a, 43b, 231 Transparent electrodes 5, 7, 34a, 34b, 44a, 44b, 232 Alignment films 6, 32, 42, 214 Liquid crystal layer 12, 35, 45 Spacer 13, 36, 46 Sealing material 14, 37, 47 Conductive material 16, 30, 40, 211, 251, 281, 282 Liquid crystal cell 17, 18 Black mask 19, 19a, 19b Insulating film 100 Backlight 101 Liquid crystal Control device for display element 102

Claims (13)

液晶セルと該液晶セルを挟む上下偏光板とを含み、該液晶セルは、複数本の電極を含む表示セグメント電極と、表示面内で前記表示セグメント電極の外側に配置された1本または複数本の電極を含む背景セグメント電極と、該表示セグメント電極および該背景セグメント電極が形成されたセグメント基板と、複数本の電極を含む表示コモン電極と、該表示面内で該表示コモン電極の外側に配置された1本または複数本の電極を含む背景コモン電極と、該表示コモン電極および該背景セグメント電極が形成されたコモン基板と、該セグメント基板と該コモン基板の間に挟まれた液晶層とを含み、該表示セグメント電極と表示コモン電極との重なり部分で表示パターンが画定され、該表示パターンの外側が背景を画定し、マルチプレックス駆動される液晶表示素子と、
前記液晶表示素子に光を入射させる多色光源を有するバックライトと、
前記液晶表示素子をマルチプレックス駆動する制御装置と
を有し、
前記制御装置は、前記表示コモン電極及び前記背景コモン電極を順次走査しながら、前記表示セグメント電極及び前記背景セグメント電極の各電極それぞれにオン電圧またはオフ電圧を印加して、前記液晶表示素子をマルチプレックス駆動し、前記背景のうち前記表示コモン電極を含む領域を、前記表示コモン電極が選択されたときに、前記背景セグメント電極にオフの駆動信号を印加してオフ表示にするとともに、前記背景のうち前記背景コモン電極を含む領域を、前記背景コモン電極が選択されたときに、前記表示セグメント電極及び背景セグメント電極にオフの駆動信号を印加してオフ表示にすることにより、該背景の全体をオフ表示にする制御を行うか、または、前記背景のうち前記表示コモン電極を含む領域を、前記表示コモン電極が選択されたときに、前記背景セグメント電極にオンの駆動信号を印加してオン表示にするとともに、前記背景のうち前記背景コモン電極を含む領域を、前記背景コモン電極が選択されたときに、前記表示セグメント電極及び背景セグメント電極にオンの駆動信号を印加してオン表示にすることにより、該背景の全体をオン表示にする制御を行うとともに、駆動電圧の1フレームを複数のサブフレームに分割し、前記バックライトから該サブフレームごとに異なる色を出射させるフィールドシーケンシャル駆動の液晶表示装置。
A liquid crystal cell and an upper and lower polarizing plate sandwiching the liquid crystal cell, wherein the liquid crystal cell includes a display segment electrode including a plurality of electrodes and one or a plurality of electrodes disposed outside the display segment electrode within a display surface. A background segment electrode including a plurality of electrodes, a segment substrate on which the display segment electrode and the background segment electrode are formed, a display common electrode including a plurality of electrodes, and an outer side of the display common electrode within the display surface A background common electrode including one or a plurality of electrodes, a common substrate on which the display common electrode and the background segment electrode are formed, and a liquid crystal layer sandwiched between the segment substrate and the common substrate. A display pattern is defined by an overlapping portion of the display segment electrode and the display common electrode, the outside of the display pattern defines a background, and is driven in a multiplex manner. And a liquid crystal display element that,
A backlight having a multicolor light source for making light incident on the liquid crystal display element;
A controller for multiplex driving the liquid crystal display element,
The control device applies an on-voltage or an off-voltage to each of the display segment electrode and the background segment electrode while sequentially scanning the display common electrode and the background common electrode, so that the liquid crystal display element is When the display common electrode is selected, an off drive signal is applied to the background segment electrode to turn off the region including the display common electrode in the background. Among these, the background including the background common electrode is turned off by applying an OFF drive signal to the display segment electrode and the background segment electrode when the background common electrode is selected. The display common electrode is controlled or an area including the display common electrode in the background is controlled. Is selected by applying an ON drive signal to the background segment electrode, and when the background common electrode is selected, the region including the background common electrode in the background is selected. By applying an ON drive signal to the display segment electrode and the background segment electrode to turn it ON, the entire background is controlled to be turned ON and one frame of the drive voltage is divided into a plurality of subframes. And a field sequential driving liquid crystal display device that emits different colors for each subframe from the backlight.
前記背景コモン電極が1本である請求項1に記載の液晶表示装置。   The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the number of the background common electrodes is one. 前記背景コモン電極が複数本であり、複数本の背景コモン電極のすべてが同時に選択されるようにマルチプレックス駆動の走査が行われる請求項1に記載の液晶表示装置。   2. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein a plurality of background common electrodes are provided, and multiplex drive scanning is performed such that all of the plurality of background common electrodes are simultaneously selected. 前記表示セグメント電極及び背景セグメント電極が、共通の第1の面上に相互に間隙を隔てて形成されており、前記表示コモン電極及び背景コモン電極が、共通の第2の面上に相互に間隙を隔てて形成されている請求項1〜3のいずれか1項に記載の液晶表示装置。   The display segment electrode and the background segment electrode are formed on the common first surface with a gap therebetween, and the display common electrode and the background common electrode are spaced on the common second surface. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the liquid crystal display device is formed with a gap therebetween. 前記表示セグメント電極と背景セグメント電極との間隙、及び、前記表示コモン電極と背景コモン電極との間隙の距離は、10μm〜50μmの範囲である請求項4に記載の液晶表示装置。   5. The liquid crystal display device according to claim 4, wherein a distance between the display segment electrode and the background segment electrode and a distance between the display common electrode and the background common electrode are in a range of 10 μm to 50 μm. 前記表示面内で、前記表示セグメント電極と背景セグメント電極との間隙、及び、前記表示コモン電極と背景コモン電極との間隙の少なくとも一部を覆うように、遮光膜が形成されている請求項4または5に記載の液晶表示装置。   5. A light shielding film is formed so as to cover at least a part of a gap between the display segment electrode and a background segment electrode and a gap between the display common electrode and a background common electrode within the display surface. Or 5. The liquid crystal display device according to 5. 前記表示セグメント電極及び背景セグメント電極の少なくとも一方に、複数の開口が形成されており、該複数の開口の各々に対向する位置の前記表示コモン電極または背景コモン電極にも、開口が形成されている請求項1〜6のいずれか1項に記載の液晶表示装置。   A plurality of openings are formed in at least one of the display segment electrode and the background segment electrode, and openings are also formed in the display common electrode or the background common electrode at positions facing each of the plurality of openings. The liquid crystal display device according to claim 1. 前記開口を覆う遮光膜が形成されている請求項7に記載の液晶表示装置。   The liquid crystal display device according to claim 7, wherein a light shielding film covering the opening is formed. 前記表示セグメント電極及び背景セグメント電極が、相互に異なる層に形成されており、前記表示面内で、該表示セグメント電極と背景セグメント電極との間に隙間のない領域が存在するか、または、前記表示コモン電極及び背景コモン電極が、相互に異なる層に形成されており、前記表示面内で、該表示コモン電極と背景コモン電極との間に隙間のない領域が存在する請求項1〜3のいずれか1項に記載の液晶表示装置。   The display segment electrode and the background segment electrode are formed in different layers, and there is a region without a gap between the display segment electrode and the background segment electrode in the display surface, or The display common electrode and the background common electrode are formed in different layers, and there is a region without a gap between the display common electrode and the background common electrode in the display surface. The liquid crystal display device according to any one of the above. 前記制御装置が、現サブフレームで点灯したバックライトを次サブフレーム切り替え後も一定時間同一色で継続点灯する請求項1〜9のいずれか1項記載の液晶表示装置。   10. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the control device continuously lights the backlight lit in the current subframe in the same color for a certain period of time after switching the next subframe. 前記液晶表示素子がノーマリホワイトツイストネマチック(TN)型である請求項1〜10のいずれか1項記載の液晶表示装置。   The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the liquid crystal display element is a normally white twisted nematic (TN) type. 前記液晶表示素子がノーマリブラックモードであり、垂直配向型もしくは2層TN型である請求項1〜10のいずれか1項記載の液晶表示装置。   The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the liquid crystal display element is in a normally black mode and is of a vertical alignment type or a two-layer TN type. 前記制御装置は、駆動電圧の1フレームを複数のサブフレームに分割し、1つの表示色につき1フレーム中1つのサブフレームでのみ明表示を行うカラーブレークレスのフィールドシーケンシャル(FS)駆動を行う請求項1〜12のいずれか1項記載の液晶表示装置。   The control device divides one frame of driving voltage into a plurality of subframes, and performs color breakless field sequential (FS) driving in which bright display is performed in only one subframe per frame for one display color. Item 13. The liquid crystal display device according to any one of items 1 to 12.
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